作者:二代龍震工作室

圖書詳細信息:

ISBN:9787302260080

定價:72元

Pro/MECHANICAWildfire5.0結(jié)構(gòu)/熱力分析造價信息

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大家都知道:機構(gòu)、結(jié)構(gòu)和熱力等分析領域的應用，決定了一個企業(yè)的等級、產(chǎn)品質(zhì)量和成本控制。所以它所需要的人才專業(yè)，同時進入門檻高。

第1章 結(jié)構(gòu)和熱力 1

1.1 為什么要學習本書 2

1.2 本書的結(jié)構(gòu)和方向 2

1.2.1 本書的結(jié)構(gòu) 2

1.2.2 本書實例的方向 2

1.2.3 本書的視頻文件 3

1.3 結(jié)構(gòu)和機構(gòu)的區(qū)別 3

1.3.1 機構(gòu)的概念復習 3

1.3.2 結(jié)構(gòu)的概念 4

1.4 熱力分析 6

1.5 Pro/MECHANICA 簡介 6

1.6 Pro/MECHANICA的界面 7

1.6.1 本書所使用的Pro/MECHANICA版本和安裝 7

1.6.2 MECHANICA的操作模式 7

1.6.3 集成模式的界面 8

1.6.4 獨立模式的界面 11

1.7 Pro/MECHANICA的分析流程 12

1.8 結(jié)構(gòu)圖表的常識 13

1.8.1 MECHANICA的顯示類型 13

1.8.2 配合顯示類型的分析項目 14

1.8.3 圖表的單位 17

1.9 材料力學中的四種強度理論 18

習題 21

第2章 創(chuàng)建準備做分析的模型 23

2.1 建模和單位的設置 24

2.2 簡化模型(基本模式) 24

2.3 材料、約束和載荷的定義 26

2.3.1 定義材料 26

2.3.2 定義約束 31

2.3.3 定義載荷 42

2.3.4 Thermal模式里的載荷 55

2.4 理想化模型 57

2.4.1 質(zhì)量、彈簧和梁模型 57

2.4.2 抽殼模型 60

2.5 連接對 65

2.5.1 剛性連接(Native模式) 66

2.5.2 焊縫 67

2.5.3 點焊(Native模式) 69

2.5.4 緊固件(組件文件的Native模式下) 70

2.5.5 界面 72

2.5.6 剛性連接(FEM模式) 73

2.5.7 受力連接(FEM模式) 74

2.5.8 間隙(FEM模式) 75

2.6 曲面區(qū)域和體積塊區(qū)域 76

習題 80

第3章 靈敏度研究和優(yōu)化分析(基本模式) 81

3.1 分析的類型 82

3.2 分析初步 83

3.2.1 畫出產(chǎn)品的簡化輪廓 83

3.2.2 增加分析區(qū)域(曲面區(qū)域) 84

3.2.3 定義中間曲面 84

3.2.4 指定材料性質(zhì) 85

3.2.5 施加約束 85

3.2.6 施加載荷 87

3.2.7 定義靜態(tài)分析 87

3.2.8 創(chuàng)建一標準的設計研究 89

3.2.9 熱載荷和熱力分析 96

3.2.10 定義熱力分析并結(jié)合應力分析 98

3.2.11 查看分析的內(nèi)容 101

3.3 靈敏度分析與優(yōu)化設計 104

3.3.1 靈敏度分析和優(yōu)化設計概論 105

3.3.2 范例概述 106

3.3.3 準備模型 106

3.3.4 創(chuàng)建曲面區(qū)域和中間曲面 106

3.3.5 創(chuàng)建材料、約束和載荷 108

3.3.6 創(chuàng)建測量定義 110

3.3.7 創(chuàng)建靜態(tài)分析 113

3.3.8 創(chuàng)建結(jié)果窗口 114

3.3.9 定義設計參數(shù)和創(chuàng)建全局靈敏度 115

3.3.10 創(chuàng)建局部靈敏度研究 119

3.3.11 優(yōu)化分析 122

3.3.12 運行批處理工作 124

3.3.13 更新零件 125

3.4 本章小結(jié) 126

習題 128

第4章 其他類型的分析實例 129

4.1 橋梁的分析 130

4.1.1 分析初步 130

4.1.2 改善梁截面設計 139

4.1.3 參數(shù)定義、靈敏度研究和優(yōu)化分析 142

4.1.4 心得 143

4.2 壓縮機固定架的點焊接分析 143

4.3 門閂的接觸區(qū)域分析 146

4.4 細長圓桿的失穩(wěn)分析 151

4.5 活塞的疲勞分析 154

4.6 大變形靜態(tài)分析 158

4.7 火箭引擎噴嘴的分析 160

4.7.1 練習前的概念補充 161

4.7.2 練習范例 162

4.8 預應力靜態(tài)分析 167

4.9 預應力模態(tài)分析 170

4.10 動態(tài)時域分析 172

4.11 動態(tài)頻域分析 176

4.12 動態(tài)沖擊分析 179

4.13 隨機振動分析 181

4.14 Pro/MECHANICA的平面分析 183

4.14.1 平面應力 183

4.14.2 平面應變問題 186

4.14.3 2D對稱性 188

習題 189

第5章 綜合范例練習 191

5.1 農(nóng)用工具機的機構(gòu)和結(jié)構(gòu)分析 192

5.1.1 組裝出零冗余和零自由度的機構(gòu) 193

5.1.2 創(chuàng)建載荷 197

5.1.3 修正操作 199

5.1.4 增加彈簧 201

5.1.5 增加阻尼器 202

5.1.6 提高級的分析 202

5.1.7 后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析 205

5.2 計算機鈑金機箱的結(jié)構(gòu)分析 207

5.2.1 分析前的準備 207

5.2.2 設計考慮 207

5.2.3 創(chuàng)建分析模型和單位確認 207

5.2.4 簡化模型 208

5.2.5 分析 211

習題 215

第6章 MECHANICA的FEM模式 217

6.1 Pro/MECHANICA在FEM方面所采用的技術(shù) 218

6.2 FEM 模式實務 218

6.3 操作修正和注意事項 225

6.4 ANSYS中的數(shù)據(jù)處理 227

6.5 本章小結(jié) 230

第7章 MECHANICA的分析實例集 233

7.1 概述 234

7.2 懸臂梁受載分析 234

7.3 房屋框架結(jié)構(gòu)分析 238

7.4 空調(diào)外殼受力分析(板殼類) 242

7.5 梁失穩(wěn)分析 246

7.6 板殼失穩(wěn)分析 249

7.7 均布面受載分析 253

7.8 軸承座分析 255

7.9 軸對稱分析 258

7.10 模態(tài)分析(1) 261

7.11 模態(tài)分析(2) 264

7.12 動態(tài)時域分析 265

7.13 動態(tài)頻域分析 271

7.14 動態(tài)沖擊分析 275

7.15 隨機振動分析 278

7.16 定塊機構(gòu)綜合分析 282

第8章 ANSYS初步 291

8.1 ANSYS簡介 292

8.2 ANSYS初步 295

8.2.1 本書所使用的ANSYS版本說明 295

8.2.2 實例初步 295

8.3 ANSYS的基本操作 303

8.3.1 ANSYS的門戶 303

8.3.2 ANSYS的下拉菜單 305

8.3.3 ANSYS的單位問題 317

8.3.4 內(nèi)存控制問題 319

8.3.5 配置文件 322

8.3.6 視圖畫面控制和按鍵控制 325

8.3.7 命令樹區(qū)的操作 325

習題 326

第9章 ANSYS的分析實例集 327

9.1 范例集 328

9.2 簡支梁分析 328

9.3 珩架分析 337

9.4 軸承座分析 341

9.5 支架分析 346

9.6 薄板的對稱分析 347

9.7 飛輪的對稱分析 351

9.8 房屋結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 352

9.9 軸承座的模態(tài)分析 357

9.10 房屋結(jié)構(gòu)的簡諧響應分析 357

9.11 軸承座的簡諧響應分析 365

9.12 立柱的屈曲分析 367

9.13 鋁板的接觸分析 369

9.14 熱力耦合分析 373

9.15 撞擊分析 380

9.16 跌落分析 386

9.17 車架分析 395

9.18 鍋的熱分析 400

9.19 曲面產(chǎn)品的分析 403

9.20 結(jié)語 405

習題 406

第10章 綜合范例 409

10.1 概述 410

10.1.1 ANSYS操作提示 410

10.1.2 本章視頻文件說明 410

10.2 屋頂桁架承載結(jié)構(gòu)分析 410

10.3 空間桁架承載結(jié)構(gòu)分析 415

10.4 工字梁的最大變形及應力分析 417

10.4.1 Pro/MECHANICA 418

10.4.2 ANSYS 421

10.4.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 424

10.5 印刷電路板接插件結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 424

10.5.1 Pro/MECHANICA 425

10.5.2 ANSYS 427

10.5.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 430

10.6 平面應力分析 430

10.6.1 Pro/MECHANICA 431

10.6.2 ANSYS 433

10.6.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 436

10.7 炮管的平面應變分析 436

10.7.1 Pro/MECHANICA 437

10.7.2 ANSYS 439

10.7.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 442

10.8 殼結(jié)構(gòu)分析1 442

10.8.1 Pro/MECHANICA 443

10.8.2 ANSYS 445

10.8.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 449

10.9 殼結(jié)構(gòu)分析2 449

10.9.1 Pro/MECHANICA 449

10.9.2 ANSYS 450

10.9.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 454

10.10 圓柱和鋼板的應力和變形分析 454

10.11 觸摸屏與顯示屏的應變分析 458

10.12 軸承的最大應力分析 460

10.12.1 Pro/MECHANICA 461

10.12.2 ANSYS 462

10.12.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 464

10.13 手機手寫筆的位移分析 464

10.13.1 Pro/MECHANICA 465

10.13.2 ANSYS 466

10.13.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 468

10.14 移動支撐板的最大應變分析 468

10.14.1 Pro/MECHANICA 469

10.14.2 ANSYS 471

10.14.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 474

10.15 PCB光板的模態(tài)分析 474

10.15.1 Pro/MECHANICA 475

10.15.2 ANSYS 476

10.15.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 478

10.16 PCB組件的模態(tài)分析 479

10.16.1 Pro/MECHANICA 479

10.16.2 ANSYS 481

10.16.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 483

10.17 懸臂梁的諧響應分析 483

10.18 PCB光板的隨機振動分析 488

10.19 PCB組件的隨機振動分析 492

10.20 圓柱的熱分析 494

10.20.1 Pro/MECHANICA 494

10.20.2 ANSYS 496

10.20.3 結(jié)果數(shù)據(jù)比較 498

10.21 芯片穩(wěn)態(tài)的熱分析 498

10.22 金屬棒瞬態(tài)熱分析 500

10.23 零件的淬火分析 505

10.24 鋁條堆疊的熱應力和熱應變分析 510

10.25 鋁塊和橡膠塊的熱應力和熱應變分析 514

10.26 接插件的熱分析 517

10.27 本章小結(jié) 521

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利用有限元軟件Pro／MECHANICA對一失效的異徑管進行了靜力學分析，得到了異徑管應力分布圖，找到了異徑管失效的原因。在此基礎上對異徑管的結(jié)構(gòu)進行了改進，并運用Pm／MECHANICA軟件對異徑管進行了強度校核，結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)改進后異徑管的強度能夠滿足使用要求。

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基于Pro/MECHANICA的異徑管失效分析和結(jié)構(gòu)改進 基于Pro/MECHANICA的異徑管失效分析和結(jié)構(gòu)改進

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利用有限元軟件Pro/MECHANICA對一失效的異徑管進行了靜力學分析,得到了異徑管應力分布圖,找到了異徑管失效的原因。在此基礎上對異徑管的結(jié)構(gòu)進行了改進,并運用Pro/MECHANICA軟件對異徑管進行了強度校核,結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)改進后異徑管的強度能夠滿足使用要求。

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熱力學是研究熱現(xiàn)象中，物質(zhì)系統(tǒng)在平衡時的性質(zhì)和建立能量的平衡關(guān)系，以及狀態(tài)發(fā)生變化時，系統(tǒng)與外界相互作用的學科。工程熱力學是關(guān)于熱現(xiàn)象的宏觀理論，研究的方法是宏觀的，它以歸納無數(shù)事實所得到的熱力學第一定律、熱力學第二定律和熱力學第三定律作為推理的基礎，通過物質(zhì)的壓力 、溫度、比容等宏觀參數(shù)和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為，對宏觀現(xiàn)象和熱力過程進行研究。常用的三種熱力學分析方法，即焓分析、熵分析和火用分析。通過各種熱力學分析方法對能量轉(zhuǎn)換過程進行分析，改進裝換裝置，能夠更加合理的利用能量，對人類社會發(fā)展有著重要的意義。

熱力學分析通常包括三方面的內(nèi)容：（1）確定過程中工質(zhì)狀態(tài)變化的規(guī)律以及相應的狀態(tài)參數(shù)；（2）確定過程中能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系；（3）揭示過程中的不可逆程度，反映能量轉(zhuǎn)換與利用的完善性。

具體步驟為：（1）根據(jù)具體情況，劃定系統(tǒng)；（2）根據(jù)過程特性，確定過程中狀態(tài)變化的特定規(guī)律；（3）用圖表示意出熱力過程；（4）根據(jù)合適的熱力學定律，列出平衡式，求解未知量。

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《Pro/ENGINEER Wildfire 5.0工程結(jié)構(gòu)有限元分析》介紹了基于Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的MECHANICA Structure模塊在結(jié)構(gòu)分析方面的應用，圖文并茂，引導讀者熟練掌握使用結(jié)構(gòu)分析模塊進行靜力分析、模態(tài)分析、疲勞分析、失穩(wěn)分析、標準設計、靈敏度分析及優(yōu)化分析。書中所有實例均為常見的模型，隨書光盤包含了全部實例的源文件和結(jié)果文件。光盤中還包含了所有實例操作過程的AVI演示視頻，并附有詳細的講解，供讀者在學習過程中選擇使用。

《Pro/ENGINEER Wildfire 5.0工程結(jié)構(gòu)有限元分析》可作為工程設計技術(shù)人員學習基于Pro/ENGINEER Wildfire 5.0進行工程結(jié)構(gòu)有限元分析的入門與實踐書籍，也可作為大專院校機械類專業(yè)學生的教材或教學參考書。

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化工生產(chǎn)中，人們總是希望能夠合理、充分的利用能源，提高能源的利用率，以獲得更多的功。根據(jù)熱力學的基本原理，闡述了理想功、損失功、有效能等一些基本概念和計算，以便評定實際生產(chǎn)過程的能量利用情況，我提高能量利用效率，改進生產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

過程熱力學分析理想功

理想功是指體系的狀態(tài)變化完全按可逆過程進行時所表現(xiàn)出的功，即體系在做功過程中，在給定變化條件下所能夠完成的最大功量，或在消耗功的過程中所需的最小功，對于非流動體系，理想功為

Wid =T0ΔS - ΔU - p0ΔV

式中Wid為理想功；T0為環(huán)境的絕對溫度；ΔS和ΔU分別為體系的熵變和內(nèi)能變化；p0是環(huán)境的壓力；ΔV是體系的體積變化。

對于穩(wěn)定流動過程，其理想功表達式為

Wid=T0ΔS- ΔH- ΔEk- ΔEp

其中ΔH為體系的焓變；ΔEk和ΔEp分別表示動能差和位能差。

在實際應用過程中，許多情況下動能差和位能差往往可忽略不計，于是理想功為

Wid =T0ΔS - ΔH

過程熱力學分析損失功

體系在給定狀態(tài)變化過程中所做的可逆功與其相應的實際過程所做的功之間的差值稱為損失功。對于一個不可逆過程，損失功的計算公式為

WL=T0ΔST =T0（ΔS ΔS0）

式中WL為損失功；ΔST為體系與環(huán)境的總熵變；ΔS0表示環(huán)境的熵變。根據(jù)熱力學第二定律，一切自然過程都有ΔST≥0，因此WL≥0，這表明任何不可逆過程都有其代價，損失功是正值。

對于穩(wěn)定流動過程，其損失功可表示為

WL=Wid - WF

其中Wid用上式計算；WF為實際功，計算公式為

WF=Q- ΔH- ΔEk- ΔEp

其中Q是相對體系而言的傳熱量。這樣穩(wěn)定流動過程的損失功便可表示為

WF=T0ΔS -Q

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