基于Femap & NX Nastran的有限元分析实例教程

第1章 Femap with NX Nastran基础 1

1.1 CAE技术 1

1.1.1 有限元技术 1

1.1.2 通用商品化FEM软件 2

1.2 Femap with NX Nastran 2

1.3 NX Nastran 3

1.3.1 NX Nastran的由来 3

1.3.2 NX Nastran的特点 3

1.4 Femap 4

1.4.1 Femap特点简介 4

1.4.2 基于Femap的有限元模型分析流程 5

1.4.3 Femap单位 9

1.5 案例演练 9

第2章 Femap界面简介 21

2.1 主窗口 21

2.2 图形窗口 22

2.3 窗格 26

2.4 工具栏 31

2.5 选择工具 31

2.6 状态栏和托盘 33

2.7 快捷键 33

2.8 帮助 34

2.9 案例演练 34

第3章 几何模型的生成与编辑 38

3.1 Femap中的ParaSolid 38

3.1.1 ParaSolid概述 38

3.1.2 模型导入变换系数 38

3.2 几何体导入与清理 39

3.2.1 几何体导入 39

3.2.2 几何体清理 40

3.3 几何体生成与修改 41

3.3.1 工作平面 41

3.3.2 线框模型 42

3.3.3 线框模型修改 43

3.3.4 曲面 43

3.3.5 来自曲面的曲线 44

3.3.6 中面模型 45

3.3.7 实体模型 45

3.3.8 通用几何体编辑命令 45

3.4 案例演练 46

3.4.1 修复几何体 46

3.4.2 创建几何实体 50

第4章 材料和属性 64

4.1 Femap支持的材料模型 64

4.2 材料模型的建立和编辑 66

4.3 单元类型 68

4.4 属性的建立和编辑 69

4.4.1 建立属性 69

4.4.2 编辑属性 69

4.4.3 梁属性 69

4.5 更新单元 70

4.6 案例演练 72

4.6.1 桁架结构分析 72

4.6.2 板、梁复合模型分析 82

第5章 载荷与约束 91

5.1 约束与约束集 91

5.1.1 约束 91

5.1.2 约束集和约束的定义与编辑 93

5.2 载荷集和载荷定义与编辑 95

5.3 结构载荷 96

5.3.1 体载荷 97

5.3.2 轴承力 97

5.3.3 扭矩 98

5.4 高级载荷 99

5.5 案例演练 101

第6章 分网技术 115

6.1 分网流程 115

6.2 几何体清理 117

6.3 网格控制 118

6.3.1 网格大小控制 118

6.3.2 定制网格密度 123

6.3.3 几何体属性定义 125

6.3.4 曲面上的映射网格 125

6.4 几何体分网 125

6.4.1 曲面自动分网 126

6.4.2 实体自动分网 127

6.5 六面体分网 128

6.6 手动网格修正工具 128

6.7 分网工具箱 129

6.7.1 窗格工具 130

6.7.2 实体定位器 130

6.7.3 特征抑制 131

6.7.4 特征移除 131

6.7.5 特征编辑 132

6.7.6 几何体编辑 132

6.7.7 组合的/复合曲线 133

6.7.8 组合的/边界曲面 133

6.7.9 设置网格大小 134

6.7.10 网格曲面 134

6.7.11 网格定位 135

6.7.12 网格品质 136

6.8 案例演练 136

6.8.1 六面体网格划分 136

6.8.2 利用网格划分工具箱提高模型网格质量 142

第7章 模型显示与可视化 153

7.1 模型数据的显示和隐藏 153

7.2 模型数据的云图显示 154

7.3 视图选项 155

7.4 层组技术 156

7.4.1 层 156

7.4.2 组 157

第8章 模型求解 159

8.1 分析集管理器 159

8.2 NX Nastran支持的分析类型 161

8.3 分析过程设置 161

第9章 后处理技术 163

9.1 后处理工具箱 163

9.2 变形 164

9.2.1 通用设置选项 165

9.2.2 特定设置选项 166

9.3 云图 169

9.3.1 云图样式 169

9.3.2 云图数据变换 173

9.3.3 梁横截面云图 174

9.4 自由体 175

9.5 图表 178

9.5.1 图表的设置 178

9.5.2 数据的定义与管理 179

9.5.3 图表快捷工具 181

9.6 “后处理”工具栏 181

9.7 案例演练 182

9.7.1 变形和云图 182

9.7.2 图表 186

9.7.3 自由体和界面载荷 192

第10章 中面技术 199

10.1 建立中面模型流程 199

10.2 中面生成命令 200

10.3 中面编辑命令 201

10.4 非歧义添加 201

10.5 案例演练 202

第11章 装配体建模 210

11.1 Femap中的连接方式 210

11.1.1 重合节点 210

11.1.2 刚性单元连接 212

11.1.3 焊接单元 213

11.2 网格连接命令 214

11.3 连接 215

11.3.1 连接属性 216

11.3.2 自动建立连接 218

11.3.3 手动建立连接 219

11.4 螺栓连接 220

11.5 案例演练 221

Femap 专用于有限元建模领域20 年，拥有性能卓越的CAD 输入和简化工具，以及高级梁建模、中面提取、六面体网格划分等功能。NX Nastran 是CAE 解算器技术事实上的标准，在航空、航天、汽车、造船等领域有着广泛的应用。本书结合经典案例，详细介绍基于Femap & NX Nastran 的有限元建模及分析技术。全书共11 章，主要内容包括Femap with NX Nastran 基础、Femap 界面介绍、几何模型的生成与编辑、材料和属性、载荷与约束、分网技术、模型的显示与可视化、模型求解、后处理技术、中面技术和装配体建模技术。本书配套的DVD 光盘中提供了书中实例的模型文件和计算文件，借助它们，初学者能够快速理解并掌握有限元方法的相关原理和分析技术，从而灵活、高效地解决各类实际应用问题。本书适合于有限元技术领域的初学者，也可作为各行业相关技术人员的参考用书。

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作者团队为西门子数字化工厂集团、杭州电子科技大学和杭州凯优科技有限责任公司的各位技术专家。