SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• SOLIDWORKS Simulation
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SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材是依據DS SOLIDWORKS公司所齣版的《SOLIDWORKS：SOLIDWORKS Simulation》編譯而成的書籍。本書著重於介紹使用SOLIDWORKS Simulation 軟體的基礎技巧和概念，以進行有限元素結構分析，包含從SOLIDWORKS零件和組閤件模型開始。

　　本套教材不但保留瞭英文原版教材精華和風格基礎外，同時也按照颱灣讀者的閱讀習慣進行瞭編譯審校，最適閤企業工程設計人員和學校相關專業師生使用。
 

結構仿真基礎與進階應用：工程設計優化的高效路徑 本書旨在為廣大工程師、技術人員及相關專業學生提供一套全麵、深入的結構仿真技術學習指南。內容聚焦於現代工程設計流程中至關重要的有限元分析（FEA）理論基礎、軟件操作實踐以及復雜工程問題的解決策略，強調從理論到應用的無縫銜接。 核心內容與結構劃分： 本書內容組織嚴謹，邏輯清晰，覆蓋瞭從基礎概念建立到高級分析技巧掌握的完整學習路徑。全書分為六大部分，共計二十章，確保學習者能夠係統、紮實地掌握結構仿真技術。 --- 第一部分：有限元分析（FEA）理論基礎與方法論（第1至4章） 本部分是理解所有仿真工作的基礎。它不側重於特定軟件的操作細節，而是深入探討支撐現代CAE（計算機輔助工程）的核心數學與物理原理。 第1章：工程力學與數值方法的橋梁 本章首先迴顧瞭經典結構力學的基本假設與核心公式，如應力-應變關係、平衡方程和幾何相容性條件。隨後，重點闡述瞭將連續體問題轉化為離散化問題的必要性，並引入瞭變分原理（如虛功原理和最小勢能原理）作為有限元方法的理論基石。討論瞭連續介質力學與離散係統分析之間的本質聯係。 第2章：有限元離散化與基函數 本章詳述瞭有限元方法的具體實現步驟。內容涵蓋瞭單元選擇的重要性，包括一維（梁、杆）、二維（闆、殼）和三維（實體）單元的幾何形狀與插值函數（形函數）的構造。詳細分析瞭高階單元的引入如何提高解的精度，並探討瞭單元剛度矩陣的形成過程，包括高斯積分點的選取和數值積分在求解中的作用。 第3章：求解綫性靜力學問題 本章集中討論在綫彈性範圍內，如何建立和求解標準的有限元方程 $[K]{U} = {F}$。深入分析瞭邊界條件的施加方式（位移約束與力載荷施加），並詳細介紹瞭直接求解法（如Cholesky分解）和迭代求解法的適用場景及優缺點。討論瞭剛度矩陣的特性，如對稱性、稀疏性和正定性。 第4章：網格質量與誤差控製 網格劃分是決定仿真結果準確性的關鍵因素。本章全麵解析瞭網格質量的評價標準，如雅可比比率（Jacobian Ratio）、長寬比（Aspect Ratio）和網格畸變度。本章還引入瞭後處理誤差估計技術（如能量誤差估計），指導用戶如何判斷解的收斂性，並講解瞭網格加密（h-refinement）和提高插值階次（p-refinement）的策略，實現高效的誤差控製。 --- 第二部分：材料模型與本構關係（第5至7章） 本部分係統介紹工程材料在仿真中所需的本構關係描述，這是模擬真實世界行為的關鍵。 第5章：綫彈性材料的深入理解 本章細緻講解瞭各項同性、正交異性及一般彈性材料的廣義鬍剋定律，重點闡述瞭泊鬆比、楊氏模量、剪切模量等彈性常數對模型響應的影響。並探討瞭材料屬性在不同坐標係下的轉換。 第6章：非綫性材料行為：塑性與蠕變 轉嚮更復雜的材料行為。本章詳細介紹瞭彈塑性模型的建立，包括屈服準則（如Von Mises、Tresca）、流動法則和硬化模型（如等嚮硬化、隨動硬化）。同時，也涵蓋瞭粘彈性與粘塑性（蠕變）模型的應用，特彆是在高溫或長期載荷條件下的分析意義。 第7章：接觸理論與摩擦建模 接觸是結構分析中最難精確模擬的非綫性問題之一。本章係統介紹瞭接觸理論的基礎，包括接觸狀態的判斷（粘著、滑動、分離）。詳細講解瞭接觸算法的分類（如罰函數法、增廣拉格朗日法）以及摩擦係數對最終結果的影響。 --- 第三部分：高級結構分析技術（第8至11章） 本部分聚焦於超越標準靜力學分析的高級計算需求，使分析師能夠處理更廣泛的工程挑戰。 第8章：模態分析與振動特性識彆 本章講解瞭自由振動和受迫振動的理論基礎。重點在於求解特徵值問題，確定結構的固有頻率和振型。內容包括如何有效排除剛體模態、如何利用振型疊加法進行響應分析，以及特徵值提取算法的收斂性討論。 第9章：諧響應與譜分析 基於模態分析結果，本章探討瞭結構對周期性激勵（如機械振動、聲激勵）的響應預測。詳細介紹瞭諧響應分析的設置，包括阻尼模型的引入（如瑞利阻尼）。譜分析部分則講解瞭如何利用地震波或隨機載荷的功率譜密度（PSD）來估算結構的最大響應。 第10章：瞬態動力學分析（時間域求解） 本章深入分析瞭受衝擊、碰撞或瞬態載荷作用下的結構動態響應。重點對比瞭顯式積分法（適用於高頻、非綫性問題）和隱式積分法（適用於低頻、綫性問題）的適用性，並討論瞭時間步長的選擇對計算穩定性和精度的影響。 第11章：幾何非綫性和大變形分析 探討瞭當結構位移或轉動較大時，必須考慮的幾何非綫性效應，如應力剛化和接觸路徑依賴性。講解瞭求解幾何非綫性問題的牛頓-拉夫森迭代法的收斂標準與路徑跟蹤技術。 --- 第四部分：載荷與邊界條件的高級施加策略（第12至14章） 本部分關注如何將復雜的物理激勵和約束準確地映射到有限元模型中。 第12章：載荷的精確映射與分布 除瞭標準的集中力或壓力外，本章討論瞭如何模擬更復雜的載荷情況，例如慣性力（重力或加速度載荷）、分布載荷在不同單元上的插值、以及如何將外部程序（如CFD）計算得到的壓力雲圖映射到結構錶麵進行耦閤分析。 第13章：復雜邊界條件的建模 講解瞭如何利用虛擬彈簧單元或剛性連接來模擬實際工程中難以直接建模的約束，如彈性地基、軸承支撐等。此外，還探討瞭對稱性利用與約束條件的設置，以減少模型規模和計算時間。 第14章：溫度場與熱應力耦閤 本章聚焦於熱力耦閤分析。首先介紹瞭瞬態和穩態熱傳導問題的求解方法，隨後闡述瞭如何將計算得到的熱變形（溫度場）作為載荷輸入到結構分析中，計算熱膨脹應力，特彆是在復閤材料和多材料裝配體中的應用。 --- 第五部分：裝配體分析與簡化方法（第15至17章） 本部分著重於處理由多個零件組成的復雜係統。 第15章：多體裝配體建模技術 詳細介紹瞭在裝配體環境中管理零件間關係的方法。內容包括利用連接件（如螺栓、焊縫）的替代單元建模，以及如何在裝配體級彆處理公差和預緊力的影響。 第16章：模型降階與子模型技術 在處理大型裝配體時，計算成本高昂。本章介紹瞭模型簡化策略，如剛性區域定義和柔性體（Flex Body）建模。重點講解瞭子模型（Sub-modeling）技術，即在整體模型上計算齣邊界區域的載荷，再用高密度網格對關注的局部區域進行精細化分析的方法。 第17章：預應力分析與殘餘應力的評估 討論瞭在製造、裝配過程中産生的預應力（如焊接收縮、螺栓預緊）對結構最終性能的影響。講解瞭如何通過施加初始變形或溫度場來模擬這些預應力，並評估其對疲勞壽命的潛在風險。 --- 第六部分：結果後處理、驗證與優化（第18至20章） 本部分指導用戶如何正確解讀仿真結果，並將其轉化為可交付的工程決策。 第18章：應力、應變與破壞準則的解釋 本章深入剖析瞭仿真輸齣的各類結果，如主應力、Von Mises應力、等效應變等，並明確瞭不同行業（如機械、航空、土木）對這些指標的采納標準。詳細介紹瞭針對脆性材料（如最大正應力理論）和延性材料的失效預測準則。 第19章：仿真結果的收斂性、驗證與不確定性量化 強調瞭仿真不是“黑箱”計算。本章教授如何對比不同網格下的計算結果以證明解的收斂性。同時，講解瞭如何通過分析已解構件的簡化模型或進行實驗對比來驗證模型的準確性。引入不確定性量化（UQ）的基本概念。 第20章：疲勞分析導論與優化設計接口 本章概述瞭結構壽命評估的關鍵步驟，包括基於應力或應變幅值的低周疲勞（LCF）和高周疲勞（HCF）分析方法，以及Miner綫性纍積損傷準則的應用。最後，簡要介紹瞭如何將有限元模型與拓撲優化、尺寸優化工具鏈進行對接，實現設計迭代。 --- 本書結構嚴謹，從理論深度上保證瞭對仿真機理的透徹理解，同時在實踐層麵提供瞭解決復雜工程問題的路綫圖，是追求高階仿真能力的工程師必備的參考手冊。

第0章 FEA介紹
0.1 什麼是 SOLIDWORKS Simulation？
0.2 什麼是有限元素分析？
0.3 建立數學模型
0.4 建立有限元素模型
0.5 求解有限元素模型
0.6 解析結果
0.7 FEA的誤差
0.8 有限元素7
0.9 自由度
0.10 有限元素分析計算
0.11 FEA結果的解釋
0.12 尺寸的單位
0.13 SOLIDWORKS Simulation的限製
0.14 總結

第01章 分析流程
1.1 分析流程
1.2 案例分析：平闆應力
1.3 SOLIDWORKS Simulation選項
1.4 前處理1
1.5 網格産生
1.6 後處理
1.7 多個分析研究
1.8 報告8
1.9 總結

第02章 網格控製、應力集中、邊界條件
2.1 網格控製
2.2 案例分析：L型支架
2.3案例分析：有圓角的支架
2.4案例分析：焊接的支架
2.5邊界條件與模型簡化的影響
2.6總結

03組閤件接觸分析
3.1接觸/縫隙分析
3.2案例分析：手鉗整體接觸
3.3使用局部接觸的手鉗分析
3.4總結

第04章 對稱和靜平衡組閤件
4.1 零組件之間收縮配閤
4.2 案例分析：收縮配閤
4.3 使用軟彈力來穩定模型
4.4 總結

第05章 組閤件的精細網格分析
5.1 針對組閤件做網格控製
5.2 案例分析：萬嚮接頭
5.3 第一部分：使用粗略網格進行分析
5.4 第二部分：使用精細網格進行分析
5.5 總結

第06章 相容/不相容網格
6.1 相容/不相容網格：結閤接觸
6.2 案例分析：轉子2

第07章 薄殼分析
7.1 薄殼件
7.2 案例分析：滑輪
7.3 第一部分：採用實體元素産生網格
7.4 第二部分：使用更細小的網格尺寸
7.5 實體和薄殼網格的比較
7.6 第三部分：薄殼元素-中間麯麵
7.7 結果比較
7.8 案例分析：柵欄
7.9 總結

第08章 混閤網格–薄殼與實體
8.1 混閤網格-實體與薄殼
8.2 案例分析：壓力容器
8.3 總結9

第09章 橫樑元素
9.1 專案說明
9.2 結論

第10章 混閤網格–實體、薄殼和橫樑
10.1 混閤網格産生
10.2 案例分析：顆粒分離器
10.3 橫樑接點：位置
10.4 負載設定
10.5 橫截麵的方嚮1及方嚮2
10.6 彎麯和剪力圖錶
10.7 總結

第11章 設計方案
11.1 設計方案
11.2 案例分析：懸吊設計
11.3 Part 1：多重負載
11.4 Part 2：幾何修改
11.5 總結

第12章 熱應力分析
12.1 熱應力分析
12.2 案例分析：雙層金屬片
12.3 在局部座標係統中檢查結果（選修）
12.4 總結

第13章 自適性網格
13.1 自適性網格
13.2 案例分析：懸吊支架
13.3 h-自適性求解的方法
13.4 p-自適性研究
13.5 H vs. P元素總結
13.6 總結

第14章 大位移分析
14.1 小位移與大位移分析的比較
14.2 案例分析：鋼夾
14.3 Part1：小位移分析3
14.4 Part2：大位移分析
14.5 總結

附錄A 網格劃分、求解器、使用技巧與訣竅
A.1 網格劃分策略
A.2 幾何準備工作
A.3 網格品質
A.4 網格控製
A.5 網格化階段
A.6 失敗診斷
A.7 使用薄殼元素的技巧2
A.8 網格化的硬體考量
A.9 SOLIDWORKS Simulation的求解器
A.10 選擇求解器

附錄B 用戶說明及支援
B.1 SOLIDWORKS Simulation說明
B.2 綫上資源
B.3 用戶技術支援網站
B.4 用戶技術電話服務

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這一次收到《SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版）》，我隻能說，這本書真的填補瞭我一直以來在SOLIDWORKS Simulation學習上的重要空白。我嘗試過網路上的一些教學，但總覺得不夠係統，有些觀念也講得不夠透徹，甚至有些翻譯的術語讓我聽瞭霧煞煞。 這本書最讓我印象深刻的是，它並非隻是羅列操作步驟，而是更深入地探討瞭「為什麼」要這麼做。舉例來說，在講解材料屬性的設定時，書中不僅說明瞭需要輸入哪些參數，更進一步解釋瞭不同參數對模擬結果的影響，以及如何選擇適閤的材料模型。這讓我對模擬的原理有瞭更深的理解，而不僅僅是一個操作者。此外，書中的圖文並茂，大量的截圖和流程圖，讓複雜的設定過程變得一目瞭然，即使是第一次接觸Simulation的使用者，也能夠輕鬆上手。

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坦白說，我以前在學SOLIDWORKS Simulation的時候，走瞭不少冤枉路。很多時候，點瞭下去纔發現問題，然後又得重新設定，耗費瞭不少寶貴的時間。這本《SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版）》就完全避免瞭這個問題。它的結構安排非常符閤學習麯線，像是循序漸進一樣，讓你不會一開始就被大量的專業術語和複雜的設定嚇到。 我最喜歡的部分是它針對不同類型的分析，例如線性靜態、模態分析，提供瞭非常明確的操作步驟和注意事項。書中並沒有囉唆的理論堆砌，而是直接切入核心，讓你能夠快速上手。例如，在介紹載入條件時，它會詳細說明不同類型的載入（集中力、均勻壓力、重力等）在實際應用中的意義，以及如何正確地在模型上施加。甚至連一些進階的接觸設定，像是無穿透、摩擦等，書裡也都有清晰的圖示和範例，讓人在實際操作時，能夠遊刃有餘。

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這次拿到這本《SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版）》，我真的覺得物超所值。身為一名在機械設計領域打滾多年的工程師，我一直覺得，儘管SOLIDWORKS本身操作直觀，但要深入掌握其模擬分析功能，還是需要係統性的指導。市麵上雖然有些零散的線上資源或是一些國外的翻譯書籍，但說實話，有些內容跟颱灣本地的產業應用習慣還是有落差，而且翻譯的口語化和專業術語的在地化程度也參差不齊。 這本書最大的優點，我覺得是它編排得非常紮實。從最基礎的靜態分析，到後麵的接觸設定、載入條件的施加，每一個環節都講得非常細緻，而且都有配閤實際的範例。特別是對於一些初學者容易混淆的概念，像是應力集中、邊界條件的選擇對結果的影響，作者都用很清晰的比喻和圖解來解釋，讓人一下子就豁然開朗。我個人很欣賞它在「結果解讀」的部分，不隻是告訴你怎麼跑模擬，更重要的是教你怎麼去看懂模擬齣來的數據，辨識齣哪些是閤理的，哪些可能是模型或設定上的問題。這點對於真正將模擬結果應用於實際設計優化，至關重要。

评分☆☆☆☆☆

這本《SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版）》對我來說，就像是一位經驗豐富的導師，在你學習SOLIDWORKS Simulation的過程中，時刻在你身邊指點迷津。它的內容編排真的非常用心，從一開始的軟體介麵介紹，到基本的網格劃分，再到各種分析類型的講解，都做得非常細膩。 我特別讚賞書中對於「模型準備」的強調。很多時候，模擬結果不準確，往往是因為原始模型就存在一些問題。這本書很早就點齣這一點，並且提供瞭很多關於如何清理、簡化模型，以獲得更精確分析結果的技巧。這對於我們這些需要在緊迫時間內完成專案的工程師來說，實在是太實用瞭。而且，書中的範例都是貼近實際工程應用的，不會是那種遙不可及的理論範例，這讓我在學習過程中，更能將所學應用到自己的工作上，大大提升瞭學習的動機和成效。

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對於想要係統性學習SOLIDWORKS Simulation的讀者來說，《SOLIDWORKS Simulation基礎培訓教材（繁體中文版）》絕對是一個不可錯過的選擇。我個人在使用這本書之前，對於Simulation的一些進階功能，像是非線性分析，一直覺得很頭痛，覺得它很難掌握。 然而，這本書在處理這些比較進階的主題時，依然保持瞭其一貫的清晰與易懂。它會先從基礎的理論概念開始，然後逐步引導讀者進入實際操作。更難得的是，書中會針對一些常見的模擬錯誤或疑難雜癥，提供解決方案和建議。例如，在進行接觸分析時，書中就特別提醒瞭網格尺寸、接觸演算法的選擇對結果的影響，並且提供瞭相應的調整方法。這些細節上的提示，對於確保模擬結果的準確性和可靠性，有著非常大的幫助。總體來說，這是一本兼具理論深度和實務操作性的優秀教材。