I-DEAS有限元分析入门指南汇.doc

I-DEAS有限元分析入门指南 美国通力（UFC）公司 北理工车辆与交通工程学院计算机应用与仿真中心 2001年8月  目 录 第一章 绪论 6 1.1 I－Deas软件概述 6 1.2有限元法的基本概念 6 1.3 结构静力分析的有限元法 7 1.3.1概述 7 1.3.2有限单元法的解题步骤 8 1.3.2平面问题的静力分析 9 1.4 I－Deas进行线性静力分析的基本过程 12 1.4.1 基本过程 12 1.4.2 准备有限元分析零件 14 1.4.3创建边界条件 14 1.4.4划分网格 14 1.4.5 模型求解 15 1.4.6 后处理 16 第二章 利用前处理建立有限元模型 17 2.1准备有限元分析零件 17 2.1.1准备有限元分析零件概述 17 2.1.2隐藏特征 18 2.1.3生成曲面 19 2.1.4曲线向表面上投影 19 2.1.5裁剪及缝合曲面 19 2.1.6检查曲面上的自由边 20 2.1.7零件分区 20 2.2几何离散化 21 2.2.1生成自由网格 21 2.2.2生成映射式网格 26 2.2.3附加建模技术 31 2.2.4质量检查 34 2.2.5分组显示 38 2.3建立边界条件 40 2.3.1建立边界条件概述 40 2.3.2基于几何的边界条件 41 2.3.3基于有限元元素的边界条件 41 2.3.4施加位移约束 41 2.3.5约束表中的合并选项 44 2.3.6施加力 44 2.3.7生成及使用数据边及数据面 46 2.3.8面上施加力：摩擦力 48 2.3.9施加分布载荷 49 2.3.10边界条件的层次关系 49 2.3.11边界条件集的生成、合并与管理 50 2.4 I-DEAS前处理中的图标菜单功能 52 第三章 利用求解器进行线性静态分析 54 3.1 求解过程概述 54 3.2 选取线性静态分析的求解选项 54 3.2.1 方法 54 3.2.2 用户定义 56 3.2.3 应力刚化 56 3.2.4 刚体模态数 56 3.2.5 质量组集 57 3.3 为线性静态求解器选取输出项 57 3.4 评估求解器的输出结果 58 3.4.1 应变评估 58 3.4.2 评估应力 58 3.5 I－Deas求解器中图标菜单功能 59 3.6 图标菜单的使用 60 3.6.1生成计算集 60 3.6.3有限元求解计算 61 3.6.4确定分析集参数 62 3.6.7线性静力分析输出选项表 62 3.6.8选取解算选项 63 3.6.9迭代求解器 63 3.6.10删除结果 63 第四章 利用后处理整理计算结果 65 4.1后处理概述 65 4.2使用应力轮廓评估结果 67 4.3选输出数据 67 4.4设定结果显示 68 4.5设定数据范围 68 4.6输出探针数据 69 4.7显示单元 69 4.8观察箭头图 70 4.9绘数据图线 70 4.10选绘图元素 71 4.11选结果绘制 71 4.12评估数据 72 4.13动画结果 73 第五章 通过实例掌握I-DEAS的有限元使用方法 74 5.1 有限元模型生成、求解、最终结果显示的全过程示例 74 5.2 使用壳单元及实体单元对零件进行网格划分 79 5.3 映射式及自由式网格划分及求解示例 83  第一章 绪论 1.1 I－Deas软件概述 I－Deas软件是SDRC（Structural Dynamics Research Corporation）公司的产品。 SDRC公司是世界领先的机械设计自动化（MDA）和产品数据管理（PDM）系统及工程服务公司。公司成立于1967年，总部设在美国俄亥俄州辛辛那提。 I－Deas软件是一套完全一体化的，面向二十一世纪的解决方案。这套完整方案贯串了从概念设计直到生产开发的全过程，涵盖了机械设计自动化，产品数据管理，协同产品商务（CPC）以及工程资讯和实施服务等各方面。 产品仿真（Simulation）是其模块之一，其中仿真建模（Simulation Modeling Set）是MDA集成环境中的有限元建模和结果可视化工具。直接利用I－Deas软件主模块或装配，或其它CAD系统输入的模型快速建立数字化的产品估计模型，仿真模型和设计模型具有相关性。 仿真求解（Simulation Solution Linear）是有限元求解器，包括结构的线性静态分析和结构模态分析。 非线性求解器（Model Solution Non－Linear）支持几何非线性，材料非线性，弹塑性及综合非线性分析，利用Newton－Raphson方法求解非线性方程组。 变量化分析（Variational Analysis）使仿真在设计初期介入设计过程，利用单一模型进行广泛的设计探索。变量化分析在