Analysis of Machine Elements Using Solidworks Simulation 2009 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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作者:Steffen, John R.

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页数:0

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价格:523.00 元

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isbn号码:9781585034932

丛书系列:

图书标签:

• SolidWorks Simulation
• Machine Elements
• Finite Element Analysis
• Mechanical Design
• Engineering Analysis
• Stress Analysis
• Solid Mechanics
• CAD
• Simulation
• Mechanical Engineering

深入探索机械设计与仿真：利用 SOLIDWORKS Simulation 2009 开启智能分析之旅 在当今高度竞争的工程设计领域，高效、精准的机械设计与仿真分析已成为至关重要的竞争优势。一本精心打造的专业技术书籍，能够为工程师、设计师和学生提供一条清晰的学习路径，帮助他们掌握前沿的仿真工具，从而优化产品性能、降低开发成本并缩短产品上市时间。本书《Analysis of Machine Elements Using Solidworks Simulation 2009》正是应运而生，它将带领读者深入理解机械设计的基本原理，并熟练运用 SOLIDWORKS Simulation 2009 这一强大的仿真平台，对各种关键机械部件进行细致入微的分析。 本书并非一本简单的软件操作指南，而是将理论与实践深度融合，致力于培养读者将工程知识转化为实际仿真分析能力。我们将从机械工程最核心的概念入手，逐步深入到复杂的仿真分析技术。每一章节都将围绕一个或多个重要的机械元件展开，例如轴、齿轮、轴承、连接件（螺栓、铆钉等）、弹簧、梁、板以及各种壳体结构。这些部件构成了绝大多数机械系统的基础，理解并优化它们的设计对于整个系统的可靠性、耐久性和效率至关重要。 结构分析的核心：应力、应变与变形的洞察 本书将系统地阐述结构分析（Structural Analysis）的基本理论。我们将探讨应力（Stress）和应变（Strain）这两个力学分析中的核心概念，理解它们如何随着外力、载荷和几何形状的变化而变化。读者将学习如何识别不同类型的应力，如拉应力、压应力、剪应力、弯曲应力和扭转应力，以及它们与材料失效之间的关系。同样，应变的概念也将被深入剖析，理解其表示材料变形程度的意义。 SOLIDWORKS Simulation 2009 提供了强大的工具来模拟这些力学行为。本书将详细介绍如何为不同的机械元件建立准确的几何模型，并在此基础上施加各种类型的载荷，包括静态载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、剪切）、动态载荷（冲击、振动）以及热载荷（温度变化引起的膨胀或收缩）。同时，我们将探讨如何正确定义约束（Fixtures），以模拟部件在实际工作环境中的固定方式，例如固定端、铰链连接、平动约束等。 本书的重点之一在于网格划分（Meshing）。理解网格划分的质量对仿真结果的精度至关重要。我们将讲解如何根据部件的几何复杂性、材料特性以及预期的应力集中区域来选择合适的网格尺寸、单元类型（例如四面体单元、六面体单元）和网格密度。通过实例演示，读者将学会如何优化网格，以在计算效率和结果精度之间取得最佳平衡。 在完成载荷和约束的定义以及网格划分后，SOLIDWORKS Simulation 2009 将执行求解过程，计算出部件的应力分布、变形量以及安全系数。本书将详细指导读者如何解读这些仿真结果。我们将教授如何使用不同的视图和图例来可视化应力、应变和位移的分布，识别潜在的高应力区域和危险区域。更重要的是，我们将学习如何基于仿真结果来评估部件的可靠性，判断其是否能够承受预期的载荷，并提供改进设计的建议。 超越静态分析：动力学与屈曲的探索 除了静态应力分析，本书还将拓展到更复杂的动力学分析（Dynamic Analysis）和屈曲分析（Buckling Analysis）。 在动力学分析方面，我们将探讨惯性力（Inertial Forces）和阻尼（Damping）在部件受载过程中的影响。这对于分析高速旋转部件、冲击载荷下的结构响应以及振动特性至关重要。读者将学习如何建立瞬态动力学模型，模拟部件在随时间变化的载荷下的行为，预测其在动态过程中的最大应力、最大位移以及响应频率。 屈曲分析是针对细长构件（如柱、梁）在受压时可能发生的失稳现象。本书将介绍屈曲的基本理论，包括临界屈曲载荷的概念，以及如何利用 SOLIDWORKS Simulation 2009 来预测部件发生屈曲的临界载荷和屈曲模式。这对于确保细长结构的稳定性至关重要，例如桥梁的支撑梁、机械臂的立柱等。 多体动力学：运动部件的协同分析 对于包含多个相互作用运动部件的机械系统，多体动力学（Multibody Dynamics）分析提供了强大的能力。本书将介绍如何使用 SOLIDWORKS Simulation 2009 的多体动力学模块来模拟复杂机构的运动，分析部件之间的相互作用力、速度、加速度以及产生的载荷。例如，我们将分析齿轮传动系统的运动学和动力学特性，研究连杆机构的运动轨迹和受力情况，以及曲柄滑块机构的工作过程。通过多体动力学分析，我们可以优化机构的设计，提高传动效率，减少磨损，并预测潜在的碰撞或干涉。 热分析：温度对机械性能的影响 许多机械部件在工作中会产生或承受热量，温度的变化会显著影响材料的力学性能和部件的尺寸。本书将深入探讨热分析（Thermal Analysis）。我们将学习如何定义热源（例如功率耗散）、热边界条件（例如对流换热、辐射换热）以及材料的热属性（例如导热系数、热膨胀系数）。通过热分析，我们可以计算出部件在稳态或瞬态过程中的温度分布，进而分析温度梯度引起的应力（热应力）和变形。这将帮助我们设计散热良好的机械系统，避免因过热而导致的性能下降或失效。 疲劳分析：长久可靠性的保障 机械部件在反复循环载荷作用下，即使应力低于材料的屈服强度，也可能发生疲劳断裂。本书将详细介绍疲劳分析（Fatigue Analysis）的原理和方法。我们将探讨应力幅、平均应力、应力集中等关键因素对疲劳寿命的影响。SOLIDWORKS Simulation 2009 提供了强大的疲劳分析工具，可以基于给定的载荷谱和材料的疲劳曲线，预测部件在不同应力水平下的循环寿命。我们将学习如何导入载荷数据，设置疲劳分析参数，并解读仿真结果，从而为部件的设计提供充分的疲劳寿命保障。 优化与改进：设计迭代的智能驱动 仿真分析的最终目的不仅仅是验证设计，更是为了驱动设计优化。本书将强调如何利用仿真结果来指导设计迭代。我们将探讨如何根据仿真分析得出的高应力区域，调整部件的几何形状，例如增加圆角半径、设置加强筋、改变截面形状等，以降低应力集中。同时，我们将学习如何通过调整材料的选用，或者修改部件的尺寸参数，来满足强度、刚度和疲劳寿命的要求。SOLIDWORKS Simulation 2009 还可以与设计优化工具（如 Topology Optimization）相结合，探索全新的、更轻量化、更高效的设计方案。 案例研究与实践应用 本书将贯穿丰富的实际案例研究，涵盖从简单的零件到复杂装配体的分析。这些案例将紧密结合工程实践，例如分析汽车悬挂系统的受力情况，优化工业机器人的机械臂设计，计算桥梁构件的承载能力，以及分析航空发动机叶片的应力分布等。通过这些案例，读者可以清晰地看到如何将仿真理论应用于解决实际工程问题，并逐步建立起自己的仿真分析工作流程。 SOLIDWORKS Simulation 2009 的独特优势 选择 SOLIDWORKS Simulation 2009 作为分析工具，是因为其集成化的设计和仿真环境。用户可以在熟悉的 SOLIDWORKS 三维模型环境中直接进行仿真分析，无需繁琐的数据导入导出。这极大地提高了工作效率，并减少了因模型转换而产生的误差。本书将充分利用 SOLIDWORKS Simulation 2009 的直观用户界面和强大的求解器能力，帮助读者快速上手，并高效地完成复杂的仿真任务。 目标读者 本书的目标读者包括： 机械工程师与设计师： 希望提升产品设计质量，降低开发风险，缩短研发周期的专业人士。 高等院校学生： 学习机械工程、材料工程、航空航天工程、汽车工程等相关专业的学生，以获得坚实的仿真分析基础。 产品开发团队： 需要快速验证新产品概念，优化产品性能的团队。 技术爱好者： 对机械设计和工程仿真感兴趣的个人。 结语 《Analysis of Machine Elements Using Solidworks Simulation 2009》是一本集理论深度、实践指导和工具运用为一体的综合性技术专著。通过本书的学习，读者将不仅掌握 SOLIDWORKS Simulation 2009 的强大功能，更重要的是，将培养出独立进行机械部件仿真分析的能力，从而在日益复杂的工程挑战中，设计出更可靠、更高效、更具创新性的机械产品。本书将成为您迈向卓越工程师之路的得力助手。

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