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OptiStruct结构分析与工程应用

封面

作者:刘勇

页数:347

出版社:机械工业出版社

出版日期:2021

ISBN:9787111686675

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

《OptiStruct结构分析与工程应用》共28章,主要介绍了OptiStruct的线性分析、非线性分析、频率响应分析、动力学分析、复合材料分析、疲劳分析、热传导分析等功能。线性分析有常用的线性静力学分析、模态分析、线性屈曲分析、惯性释放分析等;非线性分析有材料非线性分析、几何非线性分析、接触非线性分析等;疲劳分析有高周、低周、焊接、振动等。全书在简要讲解相关理论的基础上,较全面地阐述了OptiStruct各结构分析功能模块的使用方法,并包含丰富的航空航天、汽车等行业的工程应用实例。 《OptiStruct结构分析与工程应用》可作为机械、汽车、航空航天、船舶、军工、电子及家电等相关行业工程技术人员的自学或参考用书,也可作为理工院校相关专业师生的教学用书。

作者简介

作者为Altair技术团队成员,具有扎实的CAE理论基础,一直为国内外汽车、航天航空、电子等各种行业的产品设计提供技术支持与解决方案,具有非常丰富的工程实战经验,并有丰富的图书写作经验。

本书特色

适读人群 :本书是学习OptiStruct结构分析技术的第一手册,可作为从事机械、汽车、航空航天、船舶、电子等行业的工程技术人员的自学或参考用书,也可作为理工科院校相关专业师生的教学用书– 静力学+动力学+非线性+疲劳+热/流体/声场分析,类型全面,讲解详细。
— 基础理论+算法模型+卡片详解+分析实例,学习路径清晰全面,轻松入门到进阶。
— 50多个工程实例,详解分析要点和操作步骤,近700分钟配套视频直接扫码观看。
— 全面丰富的基础知识、分析思路、分析流程,也十分适合辅助学习其他CAE工具书。

目录



前言

第1章 Altair及OptiStruct软件介绍

11 Altair简介

12 Altair HyperWorks简介

13 OptiStruct发展历史

14 OptiStruct功能介绍及特点

15 OptiStruct主要应用行业

第2章 OptiStruct分析基础

21 模型文件组成及基本格式

211 fem文件组成

212 fem文件基本格式

22 单元类型

221 0D单元

222 1D单元

223 2D单元

224 3D单元

23 材料类型

24 分析类型

25 OptiStruct计算提交

251 HyperMesh界面提交

252 OptiStruct任务管理器提交

253 通过脚本提交

26 OptiStruct结果文件

第3章 结构基础分析

31 线性静力学分析基本理论

32 线性屈曲分析基本理论

33 惯性释放分析基本理论

34 线弹性材料

35 常用单元类型

351 实体单元

352 壳单元

353 1D单元

354连接单元

355 轴对称单元

356 平面应变单元

36 约束及载荷

361 固定约束/强制位移

362 集中力

363 压强

364 力矩

365 重力

366 离心力

367 LOADADD

37 结构分析基础实例

371 实例:框架模型线性静力学分析

372 实例:飞机舱段结构屈曲分析

373 实例:汽车转向节惯性释放分析

第4章 结构动力学基础

41 自由振动

411 无阻尼系统

412 有阻尼系统

42 强迫振动

421 简谐激励振动(时域)

422 简谐激励振动(频域)

423 一般激励振动(时域)

424 一般激励振动(频域)

43 多自由度系统动力学

431 动力学方程

432 边界条件SPC/SPCD

第5章 模态分析

51 实模态分析

511 基本方程

512 模态振型及频率

513 比例阻尼

514 结构阻尼

515 SDAMPING阻尼

516 刚体模态

517 模态有效质量

52 特征值解法 EIGRL / EIGRA

521 兰索士(Lanczos)法

522 AMSES模态求解加速算法

53 复模态分析 EIGC

531 基本方程

532 复模态的基本特性

54 分析实例

541 实例:白车身的模态分析

542 实例:制动系统的复模态分析

543 实例:车辆声振耦合复模态分析

第6章 瞬态响应分析

61 瞬态激励的形式

611 初始条件

612 瞬态激励

62 直接法瞬态响应分析

621 直接法瞬态分析方法

622 直接法阻尼类型

63 模态法瞬态响应分析

631 模态法瞬态分析方法

632 模态截断

633 模态法阻尼类型

64 卡片说明

641 TSTEP卡片

642 DLOAD卡片

643 TLOADi卡片

644 DAREA卡片

645 SPCD卡片

646 TABLEDi卡片

647 TABDMP1卡片

648 TIC卡片

65 输出控制

651 SET集合

652 其他输出控制

66实例:铁塔的地震激励响应

第7章 频率响应分析

71 频域激励的形式

72 直接法频率响应分析

73 模态法频率响应分析

74 剩余模态

75 阻尼类型及频变参数

76 卡片说明

761 RLOADi卡片

762 FREQi卡片

763 PBUSHT卡片

764 MATFi卡片

77 输出控制

78 实例:设备支架的偏心载荷响应

第8章 随机响应分析

81 随机过程及统计

811 均值及方差

812 线性叠加性

813 相关函数与功率谱

82 随机响应分析

83 输出控制

831 均方根、自功率谱密度

832 互功率谱密度

84 卡片说明

841 TABRND1卡片

842 RANDPS卡片

85 实例:电池包的台架随机振动

第9章 响应谱分析

91 响应谱分析的表达式

911 基础冲击激励的模态坐标

912 峰值响应的近似表达

92 响应谱曲线

921 曲线定义

922 曲线特征

93 峰值响应的组合

931 模态组合

932 正交载荷组合

94 卡片说明

941 DTI,SPECSEL卡片

942 RSPEC卡片

95 实例:建筑物的冲击响应

第10章 超单元

101 基本概念及流程

102 模态综合法超单元(CMS)

1021 GUYAN缩聚

1022 CBN动态缩聚

1023 GM动态缩聚

103 动力分析超单元(CDS)

104 使用超单元

1041 超单元阻尼形式

1042 超单元输出格式

1043 超单元加载 ASSIGN/K2GG/

105 卡片说明

1051 SPOINT卡片

1052 ASET / ASET1卡片

1053 BSET / BSET1卡片

1054 CSET / CSET1卡片

1055 CMSMETH卡片

1056 CDSMETH卡片

1057 MODEL卡片

1058 DMIGNAME卡片

1059 DMIGMOD卡片

106 实例:声振耦合超单元应用

第11章 转子动力学分析

111 转子动力学基本概念

1111 Jeffcott转子

1112 偏置转子

112 转子动力学有限元建模

113 转子的临界转速分析

114 实例:3D实体转子分析

第12章 声固耦合分析

121 声腔建模

1211 声腔建模方法

1212 实例:汽车声腔建模

122声腔模态分析及实例

123 声固耦合分析

1231 声固耦合频响分析基础理论

1232 ACMODL卡片

1233 结构激励

1234 声腔激励

124 吸声单元

1241 吸声材料基本性能指标

1242 CAABSF单元

1243 PAABSF卡片

1244 实例:驻波管中的吸声单元应用

125 实例:整车声固耦合频响分析

第13章 NVH外声场分析

131 Equivalent Radiate Power(ERP)

1311 ERP基础理论

1312 ERP分析流程

1313 ERP分析通用卡片设置

1314 实例:消声器前盖ERP分析

132 Radiated Sound Output Analysis (RADSND)

1321 RADSND基础理论

1322 RADSND分析流程

1323 RADSND分析通用卡片设置

1324 实例:消声器前盖RADSND分析

133 无限元方法

1331 无限元分析基础理论

1332 无限单元及其创建方法

1333 无限元分析指南

1334 无限元分析流程

1335 实例:发动机缸体辐射噪声计算

第14章 NVH诊断分析与优化

141 传递路径贡献量分析(TPA)

1411 传递路径贡献量理论基础

1412 PFPATH卡片

1413 实例:整车模型TPA分析

142 模态贡献量分析(MPA)

1421 模态贡献量理论基础

1422 PFMODE卡片

1423 实例:发动机悬置安装点动刚度分析

143 节点贡献量分析(GPA)

1431 节点贡献量理论基础

1432 PFGRID卡片

1433 实例:整车模型节点贡献量分析

144 面板贡献量分析(PPA)

1441 面板贡献量理论基础

1442 PFPANEL卡片

1443 实例:车身面板贡献量分析

145 功率流分析

1451 功率流理论基础

1452 功率流分析卡片

1453 实例:框架结构功率流分析

146 设计灵敏度分析(DSA)

1461 设计灵敏度理论基础

1462 设计灵敏度分析相关卡片

1463 实例:框架结构设计灵敏度分析

147 峰值自动筛选(PEAKOUT)

1471 峰值自动筛选理论基础

1472 PEAKOUT卡片

1473 PEAKOUT卡片调用示例

148 实例:整车NVH诊断优化

第15章 结构非线性静力学分析基础

151 结构非线性方程及求解方法

1511 牛顿下山法

1512 增量加载

1513 非线性方程收敛准则

152 OptiStruct非线性分析通用卡片设置

1521 NLPARM卡片

1522 NLADAPT卡片

1523 NLOUT卡片

1524 PARAM,IMPLOUT,YES/NO卡片

1525 MONITOR卡片

153 OptiStruct非线性分析结果文件

154 实例:车顶抗雪压能力分析

第16章 材料非线性分析

161 弹塑性材料

1611 弹塑性材料单轴试验曲线

1612 弹塑性材料本构

1613 弹塑性材料分析结果

1614 弹塑性材料卡片

162 超弹性材料

1621 超弹性材料模型

1622 超弹性材料参数获取

1623 超弹性材料卡片

163 黏弹性材料

1631 蠕变与松弛

1632 基本黏弹性模型

1633 蠕变柔量与松弛模量

1634 积分型本构

1635 OptiStruct黏弹性模型

1636 黏弹性材料卡片

164 黏胶材料

1641 不考虑损伤的黏胶模型

1642 考虑损伤的黏胶模型

1643 黏胶材料建模

1644 黏胶材料分析结果

1645 黏胶材料卡片

165 垫圈材料

166 非线性连接

1661 非线性弹簧

1662 铰连接

167 材料非线性分析实例

1671 实例:车门下垂分析

1672 实例:密封圈受压自接触分析

1673 实例:管道蠕变分析

1674 实例:黏胶分析

第17章 几何非线性分析

171 非线性屈曲分析

1711 非线性屈曲基本理论

1712 OptiStruct弧长法中的时间步

172 初始缺陷的引入

173 依赖于变形的载荷

174 卡片说明

1741 几何非线性的激活

1742 跟随力的激活

1743 弧长法控制卡片

1744 初始缺陷的引入

175 实例:拱形结构屈曲分析

第18章 接触非线性分析

181 接触离散

182 接触约束的引入

1821 法向接触刚度

1822 切向接触刚度

183 接触类型

184 其他接触控制参数

1841 法向接触力方向

1842 搜索间距

1843 接触调整

1844 接触间隙

1845 接触面相对滑移

1846 接触厚度

1847 接触稳定

1848 接触友好单元

1849 不分离接触

18410 自接触

185 接触分析结果

186 接触卡片

187 接触分析实例

1871 实例:卡扣的插拔

1872 实例:橡胶圈自接触

第19章 高级结构非线性分析

191 连续工况分析

1911 CNTNLSUB卡片

1912 实例:橡胶圈连续工况分析

192 螺栓预紧分析

1921 螺栓预紧工作原理

1922 螺栓预紧卡片

1923 实例:轴承支座螺栓预紧分析

193 接触及单元的激活与去除

1931 接触及单元的激活与去除卡片

1932 实例:多个螺栓的激活与去除

194 重启动分析

1941 重启动卡片

1942 实例:重启动分析

195 非线性分析问题诊断及对策

1951 模型中存在刚体位移

1952 接触稳定

1953 最后一个增量步不收敛

1954 接触没有完全收敛

1955 塑性变形过大

第20章 非线性隐式动力学分析

201 隐式动力学理论基础

2011 广义α方法

2012 后退的欧拉方法

202 非线性瞬态分析中的阻尼

203 连续工况分析

204 隐式动力学卡片设置

205 实例:撞击车身隐式动力学分析

第21章 疲劳分析理论基础

211 疲劳破坏机理

212 疲劳分析基本术语

213 疲劳破坏影响因素

214 疲劳分析方法

215 SN疲劳曲线的获得

216 雨流计数

217 疲劳损伤累积

218 比例加载与非比例加载

第22章 高周疲劳分析

221 SN曲线

222 疲劳载荷历程

223 单轴疲劳

2231 单轴疲劳评估方法

2232 平均应力修正

2233 单轴疲劳分析流程

224 多轴疲劳

2241 多轴疲劳评估方法

2242 多轴疲劳分析流程

225 高周疲劳卡片

226 高周疲劳分析实例

2261 实例:副车架单轴疲劳分析

2262 实例:副车架多轴疲劳分析

第23章 低周疲劳分析

231 单调载荷下的应力应变曲线

232 循环载荷下的应力应变曲线

233 滞回曲线

234 应变疲劳EN曲线

235 单轴疲劳分析

2351 Neuber应力修正

2352 平均应力修正

236 多轴疲劳分析

2361 非比例硬化

2362 弹塑性应力修正

2363 多轴疲劳评估方法

237 低周疲劳卡片

238 低周疲劳分析实例

2381 实例:转向节单轴低周疲劳分析

2382 实例:转向节多轴低周疲劳分析

第24章 焊接疲劳分析

241 焊点疲劳分析

2411 焊点疲劳建模方法

2412 焊点疲劳评估方法

2413 焊点疲劳平均应力修正

2414 焊点疲劳厚度修正

2415 焊点疲劳卡片

242 焊缝疲劳分析

2421 焊缝基本术语

2422焊缝疲劳建模方法

2423 焊缝疲劳评估位置

2424 焊缝疲劳评估方法

2425 焊缝疲劳厚度修正

2426 焊缝疲劳平均应力修正

2427 焊缝疲劳卡片

243 焊接疲劳分析实例

2431 实例:某零件焊点疲劳分析

2432 实例:车架焊接疲劳分析

第25章 振动疲劳分析

251 瞬态疲劳

252 扫频疲劳

2521 线性扫频疲劳评估

2522 对数扫频疲劳评估

2523 定频疲劳评估

2524 扫频疲劳卡片

253 随机振动疲劳

2531 功率谱惯性矩

2532 应力幅值概率密度函数

2533 总循环数

2534 损伤及寿命的计算

2535 随机振动疲劳卡片

254 振动疲劳分析实例

2541 实例:电池包随机振动疲劳分析

2542 实例:电池包扫频疲劳分析

第26章 高性能计算

261 高性能计算相关术语

262 硬件资源

263 软件算法

2631 模态快速算法

2632 并行算法

264 内存管理

265 HPC最佳实践

附录A 电子版资源

A1 第27章结构热传导分析

A2 第28章多物理场耦合分析

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