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第1章 ALGOR综述1

1.1ALGOR概要1

1.2ALGOR直观友好的用户界面2

1.3ALGOR的平台要求3

1.4CAD/CAE协同的前处理器和分析平台3

1.4.1强大而方便的CAD造型和接口技术3

1.4.2独特的网格技术5

1.4.3丰富多彩的后处理功能7

1.5ALGOR强大的分析功能8

1.5.1丰富的单元类型8

1.5.2深入而方便的结构线性静、动力分析9

1.5.3丰富的非线性材料模式11

1.5.4强大的非线性分析技术12

1.5.5方便有效的疲劳分析功能15

1.5.6复合材料分析15

1.5.7强大的热分析16

1.5.8流体分析17

1.5.9静电分析功能17

1.5.10多物理场耦合分析18

1.5.11针对管路系统、压力容器的专用模块18

1.6ALGOR开放的平台20

1.7ALGOR技术服务20

1.8例题——ALGOR入门20

第2章 ALGOR前处理27

2.1概述27

2.2ALGOR分析环境——FEMPRO27

2.2.1启动FEMPRO环境27

2.2.2FEMPRO环境的界面与操作28

2.2.3FEMPRO环境的组成30

2.3CAD实体建模31

2.3.1CAD实体建模方法31

2.3.2AlibreDesign简介31

2.3.3ALGOR的插件式CAD（InCAD）接口技术33

2.3.4ALGOR导入CAD实体模型的方法33

2.4网格划分34

2.4.1ALGOR网格划分的一般步骤35

2.4.2ModelMeshSettings设置详述35

2.4.3网格细化与增强42

2.5网格构建44

2.5.1Part（零件）、Surface（面）和Layer（层）44

2.5.2建立空模型45

2.5.3直接建立网格46

2.5.4基于草图建立网格48

2.6例题2-1——插件式接口技术52

2.7例题2-2——三维模型网格划分52

2.8例题2-3——中面提取54

2.9例题2-4——FEMPRO直接建模57

2.10例题2-5——螺旋弹簧建模63

2.11例题2-6-——箱形梁的建立65

2.12例题2-7——混合网格67

第3章 ALGOR线性分析综述75

3.1线性分析简介75

3.1.1什么是线性分析75

3.1.2线性分析类型75

3.2线性分析单元77

3.2.1块体（Brick）单元77

3.2.2四面体（Tetrahedral）单元78

3.2.3二维（2-D）单元78

3.2.4板（Plate）单元79

3.2.5膜（Membrane）单元80

3.2.6梁（Beam）单元81

3.2.7桁架（Truss）单元87

3.2.8弹簧（Spring）单元87

3.2.9刚性（Rigid）单元89

3.2.10间隙（Gap）单元89

3.2.11薄板复合（ThinComposite）单元90

3.2.12厚板复合（ThickComposite）单元93

3.3单元公式94

3.3.1非协调位移模式94

3.3.2积分模式94

3.4线性分析材料95

3.4.1各向同性材料95

3.4.2正交各向异性材料96

3.4.3温度相关材料96

3.4.4复合材料97

3.4.5压电材料和通用压电材料98

3.4.6通用各向异性材料100

3.4.7各种单元的可用材料100

3.5ALGOR材料库100

3.5.1内置材料库100

3.5.2用户自定义材料库100

3.6例题3-1——梁的模拟102

3.7例题3-2——复合材料板分析104

第4章 ALGOR线性静力与线性动力分析110

4.1线性材料静力分析简介110

4.2例题4-1——虎钳应力分析110

4.3例题4-2——螺栓预紧压力容器应力分析114

4.4线性动力分析概述119

4.4.1动力学分析119

4.4.2动力学分析的阻尼120

4.5模态分析与预应力模态分析120

4.5.1模态分析的概念120

4.5.2模态分析理论121

4.5.3模态分析求解参数121

4.5.4预应力模态分析的概念123

4.5.5预应力模态分析求解参数123

4.6例题4-3——模态分析实例124

4.7例题4-4——预应力模态分析实例128

4.8响应谱分析130

4.8.1响应谱分析概述130

4.8.2频谱的定义131

4.8.3响应谱分析的算法及若干概念131

4.8.4ALGOR响应谱分析及求解参数134

4.9例题4-5——响应谱分析实例135

4.10随机振动分析137

4.10.1随机振动分析的基本概念137

4.10.2ALGOR随机振动分析及求解参数137

4.11例题4-6-——随机振动分析实例138

4.12谐响应分析141

4.12.1谐响应分析概述141

4.12.2谐响应分析的载荷与输出142

4.12.3ALGOR谐响应分析及求解参数142

4.13例题4-7——谐响应分析实例146

4.14线性瞬态应力分析148

4.14.1瞬态应力分析概述148

4.14.2线性瞬态应力分析算法149

4.14.3瞬态应力分析的积分时间步长150

4.14.4瞬态应力分析的载荷150

4.14.5瞬态应力分析求解参数150

4.15例题4-8——线性瞬态应力分析实例152

4.16特征值屈曲分析155

4.16.1屈曲分析——结构稳定性155

4.16.2特征值屈曲分析的理论背景156

4.16.3ALGOR特征值屈曲分析及求解参数157

4.17特征值屈曲分析实例158

4.18DDAM分析161

4.18.1DDAM分析简介161

4.18.2DDAM分析的求解参数162

4.18.3采用用户自定义参数进行DDAM分析165

4.18.4进行DDAM加密求解166

4.19DDAM分析实例167

第5章 多工况计算与结果组合170

5.1多工况计算170

5.2例题5-1——多工况计算171

5.3结果组合172

5.4例题5-2——结果组合174

第6章 线性分析中的接触180

6.1线性分析中的接触概述180

6.2线性分析中接触的定义180

6.2.1面接触定义180

6.2.2间隙（Gap）单元模拟接触182

6.3例题6-1——夹具静力分析182

6.4例题6-2——螺纹应力分析186

6.5例题6-3——板的接触分析191

第7章 应力线性化194

7.1应力线性化概述194

7.2应力线性化的理论背景194

7.2.1应力分类线194

7.2.2局部薄膜应力的计算195

7.2.3二次弯曲应力的计算196

7.2.4“局部薄膜应力＋二次弯曲应力”的计算196

7.2.5局部薄膜应力强度Pm和“一次＋二次应力强度”Pm+Pb196

7.3ALGOR应力线性化方法197

7.4例题——应力线性化198

第8章 疲劳分析203

8.1FatigueWizard——疲劳分析向导简介203

8.2疲劳分析理论概述203

8.2.1疲劳的概念203

8.2.2疲劳分析的荷载204

8.2.3雨流记数法204

8.2.4基于应力的疲劳分析方法205

8.2.5基于应变的疲劳分析方法207

8.2.6基于Haigh图的疲劳安全系数计算209

8.2.7应力集中210

8.2.8疲劳极限修正因子211

8.3FatigueWizard疲劳分析流程211

8.3.1FatigueWizard疲劳计算流程211

8.3.2启动FatigueWizard212

8.3.3第1步：选择疲劳算法214

8.3.4第2步：输入材料疲劳数据214

8.3.5第3步：定义应力集中系数和疲劳极限修正因子218

8.3.6第4步：定义交变载荷历程219

8.3.7第5步：定义输出类型的设计寿命222

8.3.8第6步：分析选项并进行求解223

8.3.9第7步：给出结果汇总信息224

8.3.10Visualizer简介226

8.3.11FEMPRO查看疲劳计算结果226

8.4例题——铸件疲劳分析228

第9章 PipePak——管道设计与分析模块234

9.1PipePak综述234

9.1.1PipePak的功能特点234

9.1.2PipePak的界面234

9.1.3PipePak的建模235

9.1.4PipePak的分析功能236

9.1.5PipePak的后处理功能237

9.2例题——管道系统分析237

第10章 PV/Designer——压力容器建模模块253

10.1PV/Designer简介253

10.2例题10-1——压力容器板壳单元建模253

10.3例题10-2——压力容器实体单元建模260

第11章 ALGOR非线性分析综述267

11.1非线性的概念267

11.1.1什么是非线性行为267

11.1.2几何非线性268

11.1.3材料非线性268

11.1.4状态变化非线性269

11.2非线性的求解270

11.2.1概述270

11.2.2Newton-Raphson算法270

11.2.3时间步长的确定271

11.2.4ALGOR中提供的Newton-Raphson算法271

11.3ALGOR非线性的分类272

11.4ALGOR非线性求解参数273

11.4.1非线性材料模态分析求解参数273

11.4.2非线性材料机械运动仿真和静力分析求解参数274

11.5重启动分析280

11.6例题11-1——跌落冲击分析282

11.7例题11-2——重启动分析288

11.8例题11-3——10°浅拱梁293

11.9例题11-4——活塞机构机械运动仿真296

第12章 非线性分析单元304

12.1非线性分析单元公式304

12.1.1非线性分析的3种几何非线性算法304

12.1.2单元非协调位移模式304

12.1.3单元积分模式305

12.1.4本构方程积分方法305

12.1.5应变度量选择305

12.2非线性分析单元介绍306

12.2.1块体（Brick）单元306

12.2.2四面体（Tetrahedral）单元307

12.2.3二维（2-D）单元308

12.2.4刚体单元（2-DKinematic和3-DKinematic）309

12.2.5壳（Shell）单元309

12.2.6膜（Membrane）单元310

12.2.7梁（Beam）单元311

12.2.8管单元（Pipe）314

12.2.9桁架（Truss）单元316

12.2.10弹簧（Spring）单元317

12.2.11垫片单元（2-DGasket和3-DGasket）317

12.2.12接触（Contact）单元318

12.2.13联结（Coupling）单元319

12.2.14阻尼器（Dashpot）单元319

12.2.15通用接触（GeneralContact）单元320

12.2.16水力单元（2-DHydradynamic和3-DHydrodynamic）321

12.2.17激励（Actuator）单元321

12.2.18滑移（Slider）单元322

12.2.19滑轮（Pulley）单元323

12.3例题12-1——自定义梁截面324

12.4例题12-2——索的模拟328

12.5例题12-3——通用接触单元实例332

12.6例题12-4——水力单元实例335

12.7例题12-5——激励单元实例338

12.8例题12-6——滑移单元实例340

12.9例题12-7——滑轮单元实例341

第13章 ALGOR几何非线性分析344

13.1几何非线性基础344

13.1.1几何非线性（大应变、大位移、大转动）344

13.1.2大变形的数学描述345

13.2ALGOR的几何非线性算法346

13.2.1ALGOR的几何非线性算法346

13.2.2ALGOR几何非线性计算的考虑348

13.3非线性屈曲分析350

13.3.1非线性屈曲分析概述350

13.3.2初始缺陷353

13.3.3非线性屈曲的求解354

13.3.4ALGOR非线性屈曲分析算法354

13.3.5RIKS方法概述355

13.3.6查看非线性屈曲分析结果358

13.4例题13-1——容器屈曲分析358

13.5例题13-2——简单框架结构大变形屈曲367

第14章 ALGOR材料非线性分析375

14.1材料非线性概述375

14.2塑性分析376

14.2.1塑性376

14.2.2应变强化376

14.2.3屈服准则与强化准则376

14.2.4塑性分析的ALGOR实现380

14.2.5塑性求解382

14.2.6塑性结果输出382

14.3超弹性分析383

14.3.1超弹材料简介383

14.3.2超弹理论基础384

14.3.3Mooney-Rivlin超弹模型385

14.3.4Arruda-Boyce超弹模型390

14.3.5Ogden超弹模型392

14.3.6Blatz-Ko超弹模型394

14.3.7Hyperfoam超弹模型395

14.4粘弹性分析397

14.4.1粘弹性材料简介397

14.4.2线性各向同性粘弹理论基础397

14.4.3粘弹性材料的时温等效特性399

14.4.4ALGOR的粘弹性模型参数定义400

14.5蠕变分析402

14.5.1蠕变的概念402

14.5.2ALGOR蠕变模型403

14.5.3ALGOR蠕变模型参数定义403

14.5.4蠕变计算的说明405

14.6修正的Drucker-Prager模型405

14.6.1Drucker-Prager屈服准则405

14.6.2修正的Drucker-Prager屈服准则406

14.6.3修正DP准则参数输入408

14.7曲线材料模型409

14.7.1曲线（Curve）模型409

14.7.2不抗拉曲线（CurvewithCut-off）模型410

14.8钢筋混凝土材料模型411

14.8.1钢筋混凝土材料概述411

14.8.2混凝土材料的破坏准则412

14.8.3混凝土材料的屈服准则413

14.8.4混凝土材料的开裂拉伸硬化414

14.8.5钢筋混凝土材料参数定义415

14.9垫片材料417

14.9.1垫片材料概述417

14.9.2垫片材料数据的定义方法419

14.10例题14-1——转子零件塑性分析420

14.11例题14-2——套管连接器的回弹残余应力分析426

14.12例题3——超弹材料分析433

14.13例题14-4——粘弹材料分析440

14.14例题14-5——板的应力松弛（蠕变）分析443

14.15例题14-6——DP材料非线性分析447

14.16例题14-7——混凝土材料开裂分析449

第15章 ALGOR接触非线性分析455

15.1接触分类和接触协调455

15.1.1接触分类455

15.1.2接触协调456

15.2接触刚度456

15.2.1接触刚度概述456

15.2.2接触刚度的估算457

15.3ALGOR接触技术458

15.3.1点对点接触458

15.3.2点对面接触458

15.3.3面对面接触459

15.4ALGOR接触设置459

15.4.1接触定义方法460

15.4.2接触设置461

15.4.3刚性碰撞面466

15.5例题15-1——点对点接触467

15.6例题15-2——点对面接触471

15.7例题15-3——面对面接触477

15.8例题15-4——刚性碰撞面483

第16章 ALGOR机构向导KinePak488

16.1KinePak简介488

16.2例题——四连杆机构模拟489