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汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐

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作者:王青春
出版社:清華大學(xué)出版社出版時(shí)間:2023-09-01
開本: 16開 頁數(shù): 260
中 圖 價(jià):¥41.9(7.0折) 定價(jià)  ¥59.8 登錄后可看到會(huì)員價(jià)
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汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐 版權(quán)信息

汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐 本書特色

《汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐》的特點(diǎn)如下:
超細(xì)致講解:對(duì)于有限元基本理論部分的內(nèi)容,按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,講解細(xì)致,邏輯連貫,進(jìn)階有度,使學(xué)習(xí)者能輕松實(shí)現(xiàn)理論建構(gòu)。
源于工程實(shí)例:基于編者多年的實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),總結(jié)有限元分析的策略和方法,提煉操作例題,講解靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及非線性問題,例題不僅有清晰的流程和操作步驟,而且更注重講解步驟的生成原因,同時(shí),在操作實(shí)現(xiàn)中適時(shí)提醒操作步驟注意的問題。
任務(wù)驅(qū)動(dòng)探究:每個(gè)操作實(shí)例都會(huì)配以系列探究任務(wù),任務(wù)之間關(guān)聯(lián)進(jìn)階,引導(dǎo)學(xué)習(xí)者在探究中找到有效策略,水到渠成為高手。

汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐 內(nèi)容簡(jiǎn)介

《汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐》主要介紹有限元方法的基本理論,以及如何利用OptiStruct軟件進(jìn)行相應(yīng)的有限元分析,并結(jié)合汽車行業(yè)的應(yīng)用實(shí)例由淺入深地進(jìn)行講解。全書包括緒論、有限元理論以及OptiStruct軟件應(yīng)用等幾個(gè)部分,共分為15章。有限元理論部分主要涵蓋了傳統(tǒng)的彈性力學(xué)理論基礎(chǔ)、平面問題的有限元方法、空間問題和薄殼問題的靜力學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)問題以及非線性問題的有限元方法等,對(duì)于經(jīng)常用到的有限元理論知識(shí)進(jìn)行細(xì)致的講解。在講解理論知識(shí)的同時(shí),結(jié)合多年的有限元分析工程經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了有限元分析的方法和策略,同時(shí)為靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)以及非線性問題配備了一定量的操作例題,在例題中給出了很多的探究訓(xùn)練內(nèi)容,便于讀者進(jìn)一步加深對(duì)有限元方法及理論的理解。 《汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐》第1~8章可以作為車輛工程或者機(jī)制專業(yè)本科生的有限元課程的教材,全書可以作為機(jī)械工程學(xué)科或者其他學(xué)科有限元方法教學(xué)的教材,同時(shí)還可以為車輛工程、航空航天相關(guān)行業(yè)的工程技術(shù)人員進(jìn)行有限元分析提供較好的參考。

汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐 目錄

第1章 緒論 1
1.1 有限元法的由來 2
1.2 有限元法的發(fā)展及其應(yīng)用 3
1.3 有限元法的基本思路及特點(diǎn) 5
1.4 Altair有限元軟件簡(jiǎn)介 7
1.4.1 Altair解決方案總體介紹 7
1.4.2 OptiStruct簡(jiǎn)介 8
1.4.3 HyperMesh/HyperView簡(jiǎn)介 11
1.5 學(xué)習(xí)資料介紹 17
第2章 彈性力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí) 19
2.1 彈性力學(xué)的基本假設(shè) 19
2.1.1 連續(xù)性假設(shè) 19
2.1.2 均勻性假設(shè) 19
2.1.3 各向同性假設(shè) 20
2.1.4 完全彈性假設(shè) 20
2.1.5 小變形假設(shè) 20
2.1.6 無初始應(yīng)力的假設(shè) 21
2.2 彈性力學(xué)的關(guān)鍵概念 21
2.2.1 外力 21
2.2.2 應(yīng)力 22
2.2.3 位移 23
2.2.4 應(yīng)變 23
2.3 平衡方程(應(yīng)力關(guān)系) 23
2.4 幾何方程(應(yīng)變與位移關(guān)系) 24
2.5 物理方程(應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系) 25
2.6 彈性力學(xué)求解方法簡(jiǎn)介 26
2.7 彈性力學(xué)平面問題(二維問題) 28
2.7.1 平面應(yīng)力問題 28
2.7.2 平面應(yīng)變問題 30
2.7.3 平面應(yīng)力問題和平面應(yīng)變問題之間的聯(lián)系 31
第3章 平面問題的有限元分析 33
3.1 有限元模型 33
3.1.1 有限元網(wǎng)格劃分 34
3.1.2 載荷處理——等效結(jié)點(diǎn)載荷 34
3.1.3 邊界約束條件處理 35
3.2 單元分析 35
3.2.1 單元位移模式 36
3.2.2 單元位移模式應(yīng)該滿足的條件(收斂性條件) 37
3.2.3 單元內(nèi)的應(yīng)變和應(yīng)力 38
3.2.4 單元?jiǎng)偠确匠?38
3.3 整體分析 39
3.4 邊界約束條件的處理 45
3.4.1 零位移約束 45
3.4.2 非零位移約束 46
3.5 剛度方程的求解 46
3.6 非結(jié)點(diǎn)載荷的移置 47
3.7 計(jì)算結(jié)果的整理 48
3.8 四結(jié)點(diǎn)矩形單元 49
3.8.1 單元位移模式 50
3.8.2 單元應(yīng)變和應(yīng)力 50
3.8.3 單元?jiǎng)偠确匠?51
3.9 六結(jié)點(diǎn)三角形單元 51
3.10 八結(jié)點(diǎn)矩形單元 52
第4章 軸對(duì)稱問題的有限元分析 53
4.1 基本概念 53
4.1.1 軸對(duì)稱問題 53
4.1.2 基本方程 54
4.1.3 有限元離散 55
4.2 三結(jié)點(diǎn)三角形軸對(duì)稱單元 55
4.2.1 單元描述 55
4.2.2 單元位移模式 56
4.2.3 單元的應(yīng)變和應(yīng)力 57
4.2.4 單元的剛度方程 58
4.2.5 等效結(jié)點(diǎn)載荷矩陣 58
4.3 四結(jié)點(diǎn)矩形軸對(duì)稱單元 59
4.3.1 單元描述 59
4.3.2 單元位移模式 59
4.3.3 單元?jiǎng)偠确匠?60
第5章 三維固體的有限元分析 61
5.1 四結(jié)點(diǎn)四面體單元 61
5.1.1 單元位移模式 61
5.1.2 單元應(yīng)變與應(yīng)力 62
5.1.3 單元?jiǎng)偠确匠?62
5.2 八結(jié)點(diǎn)六面體單元 62
5.2.1 單元位移模式 63
5.2.2 單元應(yīng)變與應(yīng)力 63
5.2.3 單元?jiǎng)偠确匠?63
5.3 其他種類的結(jié)構(gòu)體單元 63
第6章 薄板彎曲問題的有限元分析 65
6.1 薄板彎曲問題 65
6.1.1 基本概念 65
6.1.2 薄板的位移分量 66
6.1.3 薄板內(nèi)的應(yīng)力及應(yīng)變 66
6.2 薄板彎曲的有限元分析 67
6.2.1 離散化 67
6.2.2 矩形薄板單元分析 67
6.2.3 單元?jiǎng)偠确匠膛c剛度矩陣 70
6.3 薄殼結(jié)構(gòu)的有限元簡(jiǎn)化計(jì)算 70
第7章 有限元分析軟件的應(yīng)用 72
7.1 有限元分析的流程簡(jiǎn)介 72
7.2 有限元分析的規(guī)劃 73
7.2.1 有限元分析的戰(zhàn)略規(guī)劃 73
7.2.2 有限元分析的戰(zhàn)術(shù)規(guī)劃 74
7.3 本章小結(jié) 85
第8章 靜力學(xué)分析實(shí)例 86
8.1 梁中心受力分析 88
8.1.1 問題分析 88
8.1.2 基于梁?jiǎn)卧姆治?88
8.1.3 基于solid單元的分析 96
8.1.4 探究訓(xùn)練 101
8.2 懸臂梁承受均布載荷 101
8.2.1 問題分析 102
8.2.2 基于梁?jiǎn)卧膯栴}求解 102
8.2.3 探究訓(xùn)練 105
8.3 懸臂梁承受集中載荷 105
8.3.1 問題分析 105
8.3.2 基于梁?jiǎn)卧姆治?106
8.3.3 基于殼單元的分析 108
8.3.4 探究訓(xùn)練 112
8.4 變截面梁承受軸向力——ROD單元 113
8.4.1 問題分析 113
8.4.2 分析過程 113
8.4.3 探究訓(xùn)練 115
8.5 發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的有限元分析 116
8.5.1 問題分析 116
8.5.2 分析過程 116
8.5.3 探究訓(xùn)練 119
8.6 薄板中心受力分析 119
8.6.1 問題分析 119
8.6.2 分析過程 120
8.6.3 探究訓(xùn)練 122
8.7 鋼支架均布載荷 122
8.7.1 問題分析 123
8.7.2 分析過程 123
8.7.3 探究訓(xùn)練 127
8.8 椅子靜力學(xué)分析 127
8.8.1 問題分析 127
8.8.2 分析過程 127
8.8.3 探究訓(xùn)練 134
8.9 方管與薄板的焊接受力 134
8.9.1 問題分析 134
8.9.2 分析過程 134
8.9.3 探究訓(xùn)練 138
8.10 車架剛度分析 138
8.10.1 問題分析 138
8.10.2 分析過程 139
8.10.3 探究訓(xùn)練 144
第9章 動(dòng)力學(xué)問題的有限元分析 145
9.1 引言 146
9.2 動(dòng)力學(xué)有限元基本方程 146
9.2.1 單元分析(建立單元的動(dòng)力學(xué)方程) 146
9.2.2 整體結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有限元方程 148
9.3 質(zhì)量矩陣和阻尼矩陣 149
9.3.1 質(zhì)量矩陣 149
9.3.2 阻尼矩陣 150
9.4 結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型 151
9.5 結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng) 153
9.5.1 振型疊加法(模態(tài)變換法) 154
9.5.2 直接積分法 156
9.6 動(dòng)力響應(yīng)算例 158
第10章 動(dòng)力學(xué)分析實(shí)例 160
10.1 焊接板模態(tài)分析 165
10.1.1 問題分析 165
10.1.2 有限元分析過程 165
10.1.3 探究訓(xùn)練 168
10.2 加筋板振動(dòng)分析 168
10.2.1 問題分析 168
10.2.2 有限元分析過程 168
10.2.3 探究訓(xùn)練 170
10.3 動(dòng)力學(xué)——頻響分析(直接法 模態(tài)法) 170
10.3.1 問題分析 171
10.3.2 有限元分析過程 171
10.3.3 探究訓(xùn)練 173
10.4 彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 173
10.4.1 問題分析 173
10.4.2 有限元分析過程 173
10.4.3 探究訓(xùn)練 175
10.5 平板隨機(jī)響應(yīng)分析 175
10.5.1 問題分析 175
10.5.2 有限元分析過程 175
10.5.3 探究訓(xùn)練 179
10.6 板受力后的疲勞壽命分析 179
10.6.1 問題分析 179
10.6.2 有限元分析過程 179
10.6.3 探究訓(xùn)練 181
10.7 鋼支架疲勞壽命分析 181
10.7.1 問題分析 181
10.7.2 有限元分析過程 181
10.7.3 探究訓(xùn)練 183
第11章 非線性有限元問題的分類與一般解法 184
11.1 引言 184
11.2 非線性問題的分類 185
11.3 非線性問題的一般解法 188
11.3.1 增量法 189
11.3.2 迭代法 190
11.3.3 混合法 193
第12章 材料非線性有限元分析 194
12.1 材料本構(gòu)關(guān)系 194
12.1.1 線彈性 194
12.1.2 非線性彈性 194
12.1.3 彈塑性 195
12.2 材料非線性有限元方程 204
12.2.1 非線性彈性問題有限元方程 204
12.2.2 彈塑性問題的有限元方程 204
第13章 幾何非線性有限元分析 206
13.1 大位移小應(yīng)變幾何非線性 206
13.2 大變形幾何非線性 209
13.2.1 TL格式和UL格式 209
13.2.2 格林應(yīng)變與阿爾曼西應(yīng)變 210
13.2.3 歐拉應(yīng)力、拉格朗日應(yīng)力和基爾霍夫應(yīng)力 211
第14章 接觸問題的有限元分析 214
14.1 接觸問題的特點(diǎn) 214
14.2 接觸問題的分析求解 215
14.2.1 物理模型 215
14.2.2 幾何運(yùn)動(dòng)規(guī)律 217
14.2.3 建立有限元方程 217
第15章 非線性分析實(shí)例 221
15.1 薄板中心的受力分析——材料非線性 幾何非線性 222
15.1.1 問題分析 222
15.1.2 有限元分析過程 222
15.1.3 探究訓(xùn)練 225
15.2 塊接觸非線性 225
15.2.1 問題分析 225
15.2.2 有限元分析過程 225
15.2.3 探究訓(xùn)練 227
15.3 椅子的非線性靜力學(xué)分析 227
15.3.1 問題分析 228
15.3.2 有限元分析過程 228
15.3.3 探究訓(xùn)練 229
15.4 硫化橡膠或熱塑性橡膠的拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能 229
15.4.1 問題分析 230
15.4.2 有限元分析過程 230
15.4.3 探究訓(xùn)練 238
15.5 石頭跌落的非線性分析 238
15.5.1 問題分析 238
15.5.2 有限元分析過程 238
15.5.3 探究訓(xùn)練 243
15.6 三點(diǎn)彎曲的非線性分析 243
15.6.1 問題分析 243
15.6.2 有限元分析過程 243
15.6.3 探究訓(xùn)練 248
參考文獻(xiàn) 249
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汽車CAE技術(shù)及Optistruct工程實(shí)踐 作者簡(jiǎn)介

王青春,車輛工程學(xué)科博士學(xué)位,副教授,碩士生導(dǎo)師。主要從事結(jié)構(gòu)力學(xué)性能分析、電機(jī)節(jié)能控制技術(shù)以及智能裝備研發(fā)方面的教學(xué)和研究工作。主講汽車結(jié)構(gòu)CAE技術(shù)、汽車底盤構(gòu)造、測(cè)試技術(shù)以及振動(dòng)模態(tài)分析等課程。主持或承擔(dān)省部級(jí)及以上科研項(xiàng)目3項(xiàng);在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文30余篇,其中SCI/Ei收錄10余篇,授權(quán)發(fā)明專利3項(xiàng),出版專著1本,譯著2本。

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