SOLIDWORKS Simulation基础教程（2020版）

《SOLIDWORKS Simulation基础教程(2020版)》是根据DS SOLIDWORKS公司发布的《SOLIDWORKS 2020：SOLIDWORKS Simulation》编译
而成的，是使用Simulation软件对SOLIDWORKS模型进行有限元分析的入门培训教程。本书提供了基本的有限元求解方法，是机械工程师快速有效地掌握Simulation应用技术的必备资料。本书在介绍软件使用方法的同时，还对有限元的相关理论知识进行了讲解。本书提供练
习文件下载，详见“本书使用说明”。此外，本书还提供350分钟高清语音教学视频，扫描书中二维码即可免费观看。
本书在保留了英文原版教程精华和风格的基础上，按照中国读者的阅读习惯进行编译，配套教学资料齐全，适合企业工程设计人员和大专院校、职业技术院校相关专业师生使用。
北京市版权局著作权合同登记图字:01-2020-4141号。

DS SOLIDWORKS公司是一家专业从事三维机械设计、工程分析、产品数据管理软件研发和销售的国际性公司。SOLIDWORKS软件以其优异的性能、易用性和创新性，极大地提高了机械设计工程师的设计效率和设计质量，目前已成为主流3D CAD软件市场的标准，在全球拥有超过600万的用户。DS SOLIDWORKS公司的宗旨是：to help customers design better products and be more successful——让您的设计更精彩。
“SOLIDWORKS公司官方指定培训教程”是根据DS SOLIDWORKS公司最新发布的SOLIDWORKS 2020软件的配套英文版培训教程编译而成的，也是CSWP全球专业认证考试培训教程。本套教程是DS SOLIDWORKS公司唯一正式授权在中国大陆出版的官方指定培训教程，也是迄
今为止出版的最为完整的SOLIDWORKS公司官方指定培训教程。
本套教程详细介绍了SOLIDWORKS 2020软件和Simulation软件的功能，以及使用该软件进行三维产品设计、工程分析的方法、思路、技巧和步骤。值得一提的是，SOLIDWORKS 2020不仅在功能上进行了400多项改进，更加突出的是它在技术上的巨大进步与创新，从而
可以更好地满足工程师的设计需求，带给新老用户更大的实惠！
《SOLIDWORKS Simulation基础教程（2020版）》是根据DS SOLIDWORKS公司发布的《SOLIDWORKS 2020:SOLIDWORKS Simulation》编译而成的，是使用Simulation软件对SOLIDWORKS模型进行有限元分析的入门教程。本书提供了基本的有限元求解方法，并对有限
元的相关理论知识进行了讲解。
本套教程在保留了英文原版教程精华和风格的基础上，按照中国读者的阅读习惯进行编译，使其变得直观、通俗，让初学者易上手，让高手的设计效率和质量更上一层楼！
本套教程由DS SOLIDWORKS公司大中国区技术总监胡其登先生和CAD事业部高级技术经理戴瑞华先生共同担任主编，由杭州新迪数字工程系统有限公司副总经理陈志杨负责审校。承担编译、校对和录入工作的有钟序人、唐伟、李鹏、叶伟等杭州新迪数字工程系统有限公司的
技术人员。杭州新迪数字工程系统有限公司是DS SOLIDWORKS公司的密切合作伙伴，拥有一支完整的软件研发队伍和技术支持队伍，长期承担着SOLIDWORKS核心软件研发、客户技术支持、培训教程编译等方面的工作。本教程的操作视频由SOLIDWORKS高级咨询顾问赵罘制作。在此，对参与本书编译和视频制作的工作人员表示诚挚的感谢。
由于时间仓促，书中难免存在疏漏和不足之处，恳请广大读者批评指正。
胡其登戴瑞华

2020年3月

绪论有限元简介1
0.1SOLIDWORKS Simulation概述1
0.2有限元分析概述1
0.3建立数学模型2
0.4建立有限元模型3
0.5求解有限元模型3
0.6结果分析4
0.7FEA中的误差4
0.8有限单元4
0.8.1SOLIDWORKS Simulation中的
单元类型4
0.8.2在实体和壳单元中选择7
0.8.3实体及壳单元中的草稿品质
与高品质7
0.9自由度7
0.10FEA计算7
0.11FEA结果解释8
0.12测量单位9
0.13SOLIDWORKS Simulation的使用限制9
第1章分析流程11
1.1模型分析的关键步骤11
1.2实例分析：平板的应力分析11
1.3项目描述11
1.4SOLIDWORKS Simulation的界面12
1.5SOLIDWORKS Simulation选项14
1.6预处理16
1.6.1新建算例16
1.6.2约束18
1.6.3外部载荷19
1.6.4符号的大小及颜色21
1.6.5预处理总结21
1.7划分网格22
1.7.1标准网格22
1.7.2基于曲率的网格23
1.7.3基于混合曲率的网格23
1.7.4网格密度23
1.7.5网格大小23
1.7.6圆中最小单元数23
1.7.7单元大小增长比率23
1.7.8网格质量25
1.8后处理26
1.8.1结果图解26
1.8.2编辑图解26
1.8.3波节应力与单元应力27
1.8.4显示为张量图解选项27
1.8.5修改结果图解28
1.8.6其他图解29
1.9多个算例35
1.9.1创建新的算例35
1.9.2复制参数35
1.9.3检查收敛与精度37
1.9.4结果总结38
1.9.5与解析解比较38
1.10报告39
1.11总结40
1.12提问40
练习1-1支架41
练习1-2压缩弹簧刚度47
练习1-3容器把手49
第2章网格控制、应力集中与边界
条件51
2.1网格控制51
2.2实例分析：L形支架51
2.3不带圆角的支架分析52
2.3.1运行所有算例53
2.3.2局部网格精细化分析54
2.3.3网格控制54
2.3.4结果比较57
2.3.5应力奇异性58
2.3.6应力峰值点58
2.4带圆角的支架分析59
2.4.1压缩配置59
2.4.2自动过渡60
2.5实例分析：焊接支架64
2.6理解边界条件的影响64
2.7总结65
2.8提问65
练习2-1C形支架66
练习2-2骨形扳手71
第3章带接触的装配体分析75
3.1接触缝隙分析75
3.2实例分析：虎钳75
3.3使用全局接触的虎钳分析76
3.3.1零部件接触77
3.3.2观察装配体结果80
3.3.3手柄接触81
3.4无穿透接触或接合接触82
3.5使用局部接触的虎钳分析83
3.5.1局部接触83
3.5.2局部接触类型84
3.5.3无穿透局部接触条件85
3.5.4接触应力88
3.6总结89
3.7提问89
练习3-1双环装配体90
练习3-2骨形扳手装配体分析93
第4章对称和自平衡装配体95
4.1冷缩配合零件95
4.2实例分析：冷缩配合95
4.2.1项目描述95
4.2.2对称95
4.2.3关键步骤95
4.2.4特征消隐96
4.2.5刚体模式97
4.2.6冷缩配合接触条件98
4.2.7在局部坐标系中图解显示结果99
4.2.8定义圆柱坐标系99
4.2.9保存所有图解102
4.2.10【什么错】命令103
4.3带软弹簧的分析103
4.3.1软弹簧103
4.3.2惯性释放103
4.4总结104
第5章带接头的装配体分析
及网格
细化105
5.1连接零部件105
5.2接头105
5.3实例分析：万向节106
5.4项目描述107
5.5第一部分：使用草稿品质的粗糙网格
进行分析107
5.5.1远程载荷/质量108
5.5.2螺栓的强度数据111
5.5.3分布式耦合111
5.5.4螺栓预载111
5.5.5局部相触面组114
5.5.6旋转和轴向刚度117
5.6第二部分：使用高品质网格进行分析121
5.6.1在薄壁特征上需要的实体单元数量122
5.6.2高宽比例图解122
5.6.3雅可比123
5.7总结126
练习5-1链扣（第一部分）127
练习5-2链扣（第二部分）135
练习5-3升降架装配体138
练习5-4带有基座的分析（选做）143
练习5-5点焊——实体网格143
练习5-6螺栓接头149
第6章兼容/不兼容网格152
6.1兼容/不兼容网格划分：接合接触152
6.2实例分析：转子152
6.2.1项目描述152
6.2.2离心力152
6.2.3循环对称154
6.2.4兼容网格155
6.2.5不兼容网格157
6.2.6讨论160
6.3总结160
练习手钳160
第7章薄件分析170
7.1薄件170
7.2实例分析：带轮170
7.3第一部分：采用实体单元划分网格171
7.4第二部分：细化实体网格173
7.5实体与壳单元的比较174
7.6第三部分：壳单元——中面曲面175
7.6.1薄壳与粗厚壳的比较176
7.6.2壳网格颜色177
7.6.3更改网格方向178
7.6.4壳单元对齐178
7.6.5自动重新对齐壳曲面179
7.6.6应用对称约束181
7.7结果比较184
7.8实例分析：搁栅吊件185
7.9总结190
7.10提问190
练习7-1支架191
练习7-2使用外侧/内侧表面的壳网格194
练习7-3边焊缝接头197
练习7-4容器把手焊缝203
第8章混合网格——壳体和实体204
8.1混合网格204
8.1.1接合壳体和实体网格205
8.1.2混合网格支持的分析类型205
8.2实例分析：压力容器205
8.2.1项目描述205
8.2.2分析装配体205
8.2