Pro/ENGINEER Wildfire 5.0工程结构有限元分析

第1章 Pro/MECHANICA Structure简介 1.1 Pro/MECHANICA及其工作模式简介 1.1.1 集成模式 1.1.2 独立模式 1.1.3 独立模式与集成模式的比较 1.2 Pro/MECHANICA的安装 1.3 Pro/MECHANICA Structure简介 1.3.1 Pro/MECHANICA Structure的主要功能 1.3.2 Pro/MECHANICA Structure的分析类型第2章 Pro/MECHANICA Structure基础 2.1 Pro/MECHANICA Structure分析的基本工作流程 2.1.1 Native Mode模式下的工作流程 2.1.2 FEM模式下的工作流程 2.2 Pro/MECHANICA Structure的用户界面 2.2.1 进入Pro/MECHANICA Structure模式 2.2.2 菜单栏 2.2.3 常用工具栏第3章 有限元分析模型的建立 3.1 模型类型 3.1.1 3D模型 3.1.2 平面应力模型 3.1.3 平面应变模型 3.1.4 2D轴对称模型 3.2 模型的简化 3.2.1 壳 3.2.2 梁 3.2.3 弹簧 3.2.4 质量 3.3 连接的创建 3.3.1 界面 3.3.2 创建焊缝连接实例 3.3.3 创建刚性连接实例 3.3.4 受力连接 3.3.5 紧固件连接 3.4 有限元分析中材料的分配设置 3.4.1 特性参数 3.4.2 添加材料 3.4.3 制作材料库 3.5 分析基准特征的创建 3.5.1 模型基准 3.5.2 曲面区域 3.5.3 体积块区域 3.6 当前坐标系第4章 约束和载荷的设置及单元网格的划分 4.1 有限元分析中的负荷类型 4.1.1 力/力矩载荷 4.1.2 压力载荷 4.1.3 承载载荷 4.1.4 重力载荷 4.1.5 离心载荷 4.1.6 温度载荷 4.2 有限元分析中的约束类型 4.2.1 位移约束 4.2.2 平面约束 4.2.3 销钉约束 4.2.4 球约束 4.2.5 对称约束 4.3 单元网格的划分 4.3.1 Native Mode模式下单元网格的控制和创建 4.3.2 FEM模式下的网格划分第5章 有限元分析应用基础实例 5.1 梁和刚架 5.1.1 梁坐标系 5.1.2 集中载荷作用下的悬臂梁顶端位移(视频讲解3分37秒) 5.1.3 分布载荷作用下的U型梁(视频讲解5分13秒) 5.1.4 二维刚架(视频讲解3分42秒) 5.2 平面应力模型(视频讲解4分44秒) 5.3 平面应变模型(视频讲解2分45秒) 5.4 薄壳模型(视频讲解2分2秒) 5.5 轴对称模型(视频讲解3分11秒) 5.6 实体模型 5.6.1 盘形实体模型(视频讲解2分9秒) 5.6.2 实体-薄壳模型(视频讲解2分57秒)第6章 静力分析 6.1 直齿圆柱齿轮受力分析(视频讲解10分44秒) 6.2 组件静压力分析(视频讲解4分44秒) 6.3 钣金件静力分析(视频讲解6分44秒) 6.4 圆柱形薄壳屋顶静力分析(视频讲解6分8秒) 6.5 轴和孔收缩配合接触分析(视频讲解6分1秒) 6.6 滚珠轴承受力分析第7章 模态分析 7.1 中空悬臂梁的固有频率分析(视频讲解2分51秒) 7.2 集中质量的悬臂梁频率分析(视频讲解2分18秒) 7.3 桥梁固有频率分析(视频讲解2分31秒) 7.4 建筑结构频率分析(视频讲解4分1秒)第8章 疲劳分析 8.1 Fatigue Advisor简介 8.2 材料的疲劳特性 8.3 疲劳载荷 8.4 连接环疲劳分析(视频讲解3分51秒) 8.5 拨片疲劳分析(视频讲解4分9秒) 8.6 活塞疲劳分析(视频讲解2分14秒) 8.7 扳手疲劳分析(视频讲解2分47秒)第9章 失稳分析 9.1 细长杆失稳分析(视频讲解2分42秒) 9.2 薄板失稳分析(视频讲解2分59秒) 9.3 框架失稳分析(视频讲解2分57秒) 9.4 径向力下半圆环失稳分析(视频讲解3分14秒) 9.5 具有变截面的柱的失稳分析(视频讲解3分20秒)第10章 预应力分析(视频讲解9分11秒) 10.1 预应力静态分析 10.2 预应力模态分析第11章 动态响应分析 11.1 动态时域分析(视频讲解5分5秒) 11.2 动态频域分析(视频讲解5分46秒) 11.3 动态冲击分析(视频讲解6分14秒)第12章 标准设计及多参数优化设计(视频讲解13分14秒) 12.1 优化设计简介 12.1.1 Mechanica中优化设计的一般过程 12.1.2 建立优化设计的数学模型 12.2 标准设计 12.3 灵敏度分析 12.4 悬臂梁优化设计参考文献

2100433B

《Pro/ENGINEER Wildfire 5.0工程结构有限元分析》介绍了基于Pro/ENGINEER Wildfire 5.0的MECHANICA Structure模块在结构分析方面的应用，图文并茂，引导读者熟练掌握使用结构分析模块进行静力分析、模态分析、疲劳分析、失稳分析、标准设计、灵敏度分析及优化分析。书中所有实例均为常见的模型，随书光盘包含了全部实例的源文件和结果文件。光盘中还包含了所有实例操作过程的AVI演示视频，并附有详细的讲解，供读者在学习过程中选择使用。

《Pro/ENGINEER Wildfire 5.0工程结构有限元分析》可作为工程设计技术人员学习基于Pro/ENGINEER Wildfire 5.0进行工程结构有限元分析的入门与实践书籍，也可作为大专院校机械类专业学生的教材或教学参考书。

Pro/ENGINEER Wildfire 5.0（以下简称Pro/E 5.0）是一款在业界评价极佳的全方位产品设计高端软件。它广泛应用于航天、航空、汽车、电子、模具、玩具、工业设计和机械制造等行业。该软件可实现三维设计与制造的参数驱动，功能十分强大，它集多种功能模块于一体，包含零件设计、零件装配、工程图、零件制造、钣金件设计、数控加工、模具开发与设计制造、有限元分析与运动仿真等多个模块。

目前，市场上的有关Pro/E 5.0的实训教程大多数都是关于软件的一些简单的功能介绍及命令讲解，让读者特别是初学者感觉无从下手，往往一本书读完了还不知道如何将各种功能命令灵活运用于实际产品设计中。本书的目的主要是培养学生建立运用Pro/E 5.0进行建模的思想，以训练三维建模设计技能为目标，详细介绍了Pro/E 5.0常用功能菜单与操作面板、零件建模、零件装配、出工程图的方法与技巧。本书主要内容包括软件环境界面介绍、二维草绘、实体建模、组件装配以及完成工程图的绘制。

本书以Pro/E 5.0版为软件平台，以具体的工作流程为导向，采用“教、学、做”一体化的项目教学方式构建内容，工学结合。本书共包含14个教学项目任务，每个项目都由知识目标、能力目标、项目导入、项目分析、项目知识、项目实施、知识拓展、实战练习等部分构成。项目的知识与能力目标部分说明了本项目的实施意义；项目导入部分给出了项目任务对象；项目分析部分给出了分析思路；项目知识部分说明了完成该项目任务所需要的一切准备知识；项目实施部分给出了完成本项目具体、详细的操作过程，将相关命令操作、设计思路与技巧有机地融为一体；知识拓展部分将与本项目实施过程中设计方法类似的方法与思路总结出来，同时也会介绍与项目有关的延伸知识点；实战练习部分则为读者提供了适量的与项目任务内容难度相当的课后习题。每个项目案例都来源于实际的生产和研发设计。本书编者有多年教学和实践经验，现把这些学习和工作的经验与技巧呈现出来与广大读者一起分享，希望在产品三维建模设计方面对读者有所帮助，以达到学以致用的目的。

鉴于目前各大中专院校学生学习课程多、学习时间紧，本书内容紧凑，非常适合作为大中专院校Pro/E 5.0课程的教材，参考学时为60学时左右。另外，针对如何有效地学习Pro/E 5.0课程，根据本书的内容作者提出以下几点建议：

（1） 结合教程，做好课前预习与课后复习工作。

（2） 按项目任务实例勤加练习，做到熟能生巧。

（3） 多从身边学习与生产实际中找些实物建模设计进行练习。

（4） 注重产品的结构分析和设计思想培养，多总结。

本书由六安职业技术学院吴林（编写项目1、项目2）、刘先梅（编写项目10）、安徽电子信息技术职业技术学院李刚（编写项目12、项目13、项目14）任主编，六安职业技术学院权秀敏（编写项目4、项目5、项目6）、安徽新华学院姚群（编写项目7、项目8、项目9）、薛颖操（编写项目3）任副主编，安徽工贸职业技术学院吴焱（编写项目11）参加编写。

由于时间仓促和编者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请广大读者批评指正。

编者

2013年5月

《Pro/ENGINEER Wildfire5.0 产品设计行业应用实践》共10章，以某型号家用电扇产品设计为项目应用主题，分章讲解了产品草图设计、基础零件设计、复杂零件设计、钣金件设计、装配体设计、工程图设计、运动仿真以及有限元分析的整个产品设计和分析过程。每一章分为“相关专业知识”、“软件设计知识”、“实例分析”、“项目实现”和“应用拓展”五个部分。在“相关专业知识”部分主要从产品设计专业角度，介绍与该章内容相关的行业规定、要求及实现方法；在“软件设计知识”部分介绍与该章内容相关的软件相关命令应用方法；“实例分析”以实例形式对该章相关软件知识予以诠释；“项目实现”是每章的重点，它以实例形式详细讲解该步骤的设计实现方法和技巧；“应用拓展”从专业和软件应用两个方面，更深一步介绍与《Pro/ENGINEER Wildfire5.0 产品设计行业应用实践》内容相关的行业知识。相应章节后面的“思考与练习”，使读者能通过实际思考和演练，更快更好地掌握所学内容。

《Pro/ENGINEER Wildfire5.0 产品设计行业应用实践》图文并茂，讲解深入浅出、删烦就简、贴近工程，把众多专业和软件知识点有机地融合到每章的具体内容中。《Pro/ENGINEER Wildfire5.0 产品设计行业应用实践》的体例结构生动而不涩滞，内容编排张驰有度，实例叙述实用而不繁琐，既适合于Pro/E用户的中级读者，也可作为大中专院校相关课程的教材，同时也适合作为产品设计人员的参考工具书。