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前言1

1-2 I-DEAS Master Series能干什么？3

1-1概述3

I-DEAS基础篇3

第一章 I-DEAS Master Series（主模块系列）介绍3

1-5 I-DEAS TMG能干什么？4

1-4 什么是I-DEAS TMG？4

1-3 I-DEAS TMG模块简介4

1-6 TMG模拟流程图5

1-8 I-DEAS ESC模块简介6

1-7 TMG与I-DEAS Electronic Systems Cooling（电子系统冷却）接口6

1-10 ESC模拟流程图7

1-9 什么是I-DEAS ESC？7

1-12使用鼠标选取实体8

1-11启动I-DEAS8

1-14通用图标9

1-13选择图标或图标菜单9

1-15使用表格（forms）10

1-17利用截面创建一个立体实体11

1-16借助动态导航器创建几何图形11

1-19使用功能键实现动态显示12

1-18使用不同的视角模式12

1-21组织你的工作13

1-20使用选择过滤器（Selection Filter）13

1-23使用指导（Tutorials）来学习I-DEAS14

1-22获取帮助，先14

1-24在线指导：快速提示15

2-3基本零件设计概览16

2-2一些定义16

第二章 零件设计基础16

2-1概述16

2-5使用工作平面（workplane）17

2-4为什么要创建零件？17

2-6使用三步造型法（Three-Step Modeling Process）18

2-8使用动态导航器（Dynamic Navigator）帮助绘图19

2-7画草图和标尺寸19

2-10动态导航器控制20

2-9控制几何约束20

2-12添加约束21

2-11创建变量约束系统21

2-14修改尺寸22

2-13使用动态尺寸定义22

2-16拉伸截面23

2-15在一定位置上绘图23

2-18显示选择对象的规则24

2-17零件命名和编号24

2-20使用区域选项25

2-19使用选择过滤器（Selection Filter）25

2-22预先选择（Pre-selection）26

2-21修改尺寸的外观26

2-24在线指导：画草图和加约束27

2-23重新选择27

2-25在线指导：拉伸和旋转特征28

3-3有限元是什么？29

3-2使用有限元分析法（Finite Element Analysis）29

第三章 网格划分简介29

3-1 概述29

3-6有限差分的公式30

3-5控制体方法30

3-4离散区域30

3-8单元类型31

3-7创建一个有限元模型（FE model）31

3-10材料类型32

3-9指定零件的材料32

3-12快速创建（Quick Create）材料33

3-11定义材料性质33

3-14创建物理性质表34

3-13物理性质表（Physical Property Tables）34

3-16自由网格划分（FreeMeshing）概览35

3-15修改物理性质35

3-19网格划分预览36

3-18自由划分表面网格36

3-17创建自由网格（Free Mesh）36

3-21创建、显示组37

3-20什么是“组”？37

3-23选择组38

3-22在“Group Form”（组表）中对组进行操作38

3-24根据需要选取单元39

4-2后处理一般流程40

4-1概述40

第四章 后处理简介40

4-4选择数据结果41

4-3加载结果41

4-6对所需单元进行后处理42

4-5用等温线评估结果42

4-8TMG结果数据集43

4-7创建显示模板43

4-10创建结果显示图44

4-9使用I-DEAS观察器显示结果44

4-12选择结果45

4-11显示设置45

4-14形变和无形变选项46

4-13色条46

4-16显示模式47

4-15等值线、单元和箭头显示47

4-18 ISO 光标显示48

4-17剖面的定义48

4-19结果的动画显示49

4-21打印结果50

4-20显示预设选项50

5-2调整和拖动52

5-1概述52

第五章 创建零件52

5-4使用拉伸（Extrude）选项53

5-3查看自由图形53

5-6选择旋转选项54

5-5旋转零件54

5-8引入相关性55

5-7构造零件55

5-10倒棱角56

5-9创建相关性56

5-12创建零件阵列57

5-11使用零件目录57

5-14创建圆形阵列58

5-13创建矩形阵列58

5-16增加参考平面59

5-15具有可变参数的阵列59

6-2修改尺寸60

6-1概述60

第六章 零件修改与管理60

6-4修改零件／特征的截面61

6-3修改特征参数61

6-6重现逐步更新过程62

6-5删除特征62

6-8什么是历史树63

6-7更新有限元模型63

6-10使用历史树表格64

6-9访问零件的历史树64

6-11使用存贮和取出命令65

6-13删除零件66

6-12为零件命名和编号66

6-15选择与零件相关的有限元模型67

6-14复制零件67

6-16在线指导：修改零件68

7-3什么是项目？69

7-2使用各种数据存贮器69

第七章 使用I-DEAS零件库和FE Studies69

7-1概述69

7-4什么是模型文件？70

7-7为何要使用零件库？71

7-6模型文件和零件库的区别是什么？71

7-5什么是抽屉？71

7-8给零件命名并将其保留在工作台上72

7-10把零件放进库中73

7-9与组内成员共享零件73

7-12从库中取出零件74

7-11Check-in选项74

7-14FE Studies管理75

7-13什么是FE Study（有限元研究）？75

7-16替换整个模型中的性质76

7-15替换材料属性和物理性质76

7-17替换模型的部分性质77

7-20当前FE Study 设置78

7-19使用FE Studies78

7-18检查当前FE Study的性质78

7-21 FE Studies的优选项79

7-22选择结果80

8-1概述81

第八章 为有限元模型准备零件81

8-3抑制特征82

8-2为有限元模型准备零件过程概览82

8-5修整表面83

8-4创建表面83

8-7缝补表面84

8-6检查表面的自由边84

8-9用Extrude（拉伸）命令为零件分区85

8-8零件分区85

8-11轴对称线框模型86

8-10轴对称模型86

8-12把线框附着在零件上87

9-2权衡模型规模和求解时间88

9-1概述88

第九章 网格划分88

9-4指定局部单元的尺寸89

9-3用自由网格划分实体单元89

9-6手动网格划分和自由网格划分90

9-5单元信息90

9-8在表面上定义手动网格划分91

9-7使用手动网格划分91

9-10在实体中定义手动网格划分92

9-9在多于四个边的面上进行手动网格划分92

9-12对具有N个面的实体用砖形单元进行网格划分93

9-11为实体设置手动网格划分的选项93

9-14使用梁单元网格94

9-13删除网格94

9-16用自由网格划分定义梁单元95

9-15创建梁截面95

9-18生成梁单元96

9-17定义梁截面96

10-1概述97

第十章 网格质量检查97

10-3壳单元网格的质量检查98

10-2质量检查概览98

10-5检查变形和拉伸的四边形壳单元99

10-4检查变形和拉伸99

10-6检查扭曲100

10-8检查重合单元101

10-7检查重合节点101

10-10检查单元法线的一致性102

10-9检查单元的自由边102

10-12“门铰链”（Hinge door）单元103

10-11检查变形和拉伸的四面体和砖形单元103

11-2其他建模技术概述104

11-1概述104

第十一章 高级网格划分104

11-4修改单元属性105

11-3拉伸生成单元105

11-6修改单元的物理性质106

11-5修改网格划分定义106

11-8随温度变化的材料属性107

11-7修改单元的材料属性107

11-10定义正交各向异性材料108

11-9正交各向异性材料108

11-12表面的辐射性质109

11-11正交各向异性材料矢量109

11-14将两个FE模型合成110

11-13单元显示选项110

11-16壳单元的边覆盖111

11-15实体单元的表面覆盖111

12-2显示设置112

12-1概述112

第十二章 后处理112

12-4单元显示（Displaying Elements）113

12-3设置计算范围113

12-6利用探针（Probe）显示模型中特定点的结果114

12-5设置数据范围114

12-8结果的动画显示（Animating Results）115

12-7数据评估115

12-10结果的曲线图116

12-9显示箭头图116

12-12创建图形文件117

12-11选择要画曲线图的实体117

12-13使用多重窗口118

13-2TMG任务栏121

13-1概述121

TMG热分析篇121

第十三章 I-DEASTMG简介121

13-4实体管理122

13-3TMG实体简介122

13-6导热建模123

13-5单元选择123

13-8使用几何体组124

13-7为边界条件创建单元124

13-10单元的热负荷125

13-9温度边界条件125

13-11单元热流密度126

13-13对流边界条件127

13-12创建因变量边界条件127

13-15模型的求解128

13-14辐射边界条件128

13-17阅读模型的总结129

13-16检查结果129

14-3使用热耦合130

14-2什么是热耦合130

第十四章 热耦合130

14-1概述130

14-5理解热耦合：主单元的选择131

14-4理解热耦合131

14-8理解热耦合：网格尺寸132

14-7理解热耦合：消除板内假导热132

14-6理解热耦合：特殊形状132

14-10热耦合的单元类型133

14-9创建热耦合133

14-12热耦合的性质134

14-11热耦合类型134

14-15使用非几何单元135

14-14创建非几何单元135

14-13非几何单元135

14-18热耦合举例2：电路板插槽136

14-17热耦合举例1：粘接连结136

14-16特殊的非几何单元136

14-19热耦合举例3：螺栓接口137

14-20热耦合举例4：蜂窝板上的多层辐射隔热（Multilayer Insulation-MLI）138

15-3两种导热计算方法139

15-2热网络139

第十五章 导热建模139

15-1概述139

15-5用CG法计算的温度结果140

15-4单元CG导热法140

15-9单元中心导热计算方法141

15-8 Element CG法的缺点141

15-6 Element CG（单元重心）法的优点141

15-7 Element CG和单元变形141

15-12如何转到单元中心法142

15-11单元中心法的缺点142

15-10单元中心法的优点142

15-14多层壳单元143

15-13用单元中心法对变物性建模143

16-3模拟设置145

16-2TMG求解器概览145

第十六章 使用求解器145

16-1概述145

16-4稳态分析的参数设置146

16-6瞬态分析的概念147

16-5使用稳态分析147

16-8使用瞬态分析参数148

16-7瞬态分析的参数设置148

16-10周期性收敛149

16-9瞬态积分控制方法149

16-12Jacobi求解器选项150

16-11求解方法150

16-14流动选项151

16-13求解器高级选项151

16-16创建初始温度152

16-15初始条件152

16-18确定RCMIN的技巧153

16-17利用再运行控制153

17-3验证你的结果155

17-2结果的数据类型选项155

第十七章 结果155

17-1概述155

17-5创建打印选项156

17-4打印选项156

18-3辐射建模158

18-2辐射的一般流程158

第十八章 辐射158

18-1概述158

18-5理解黑体视角系数159

18-4辐射理论简介159

18-8视角系数的和160

18-7单元子划分160

18-6阴影检测160

18-10固定子划分（Fixed Subdivision）161

18-9误差判据161

18-12澳本海姆（Oppenheim）辐射算法162

18-11辐射传热162

18-13哥布哈特（Gebhardt）方法163

18-16创建辐射请求表164

18-15封闭腔体164

18-14创建辐射模型164

18-17辐射请求类型165

18-19封闭空间166

18-18封闭腔体辐射请求166

18-21理解逆侧167

18-20创建单元逆侧167

18-23单元辐射开关168

18-22改变辐射侧168

18-24阴影检测的技巧169

19-4创建辐射热源170

19-3辐射加热的概念170

第十九章 辐射加热170

19-1辐射加热（Radiative Heating）170

19-2建立辐射加热模型170

19-6创建全日太阳能加热（Diurnal SolarHeating）171

19-5太阳能加热的概念171

19-8定义其他的作用172

19-7定义太阳能辐射密度（SolarFlux）172

19-10定义固定的太阳位置173

19-9确定模型的朝向173

19-12光线跟踪（Ray-tracing）174

19-11定义变化的太阳矢量174

19-14记住175

19-13在辐射计算中取消单元175

20-3参考矢量176

20-2轨道加热的概念176

第二十章 人造卫星及轨道分析176

20-1概述176

20-4轨道术语177

20-5创建轨道（Creating an orbit）178

20-8行星和太阳的特征179

20-7轨道类型定义179

20-6轨道类型选择179

20-9轨道参数（Orbit Parameters）180

20-11旋转和自旋的人造卫星181

20-10人造卫星的姿势181

20-13轨道显示182

20-12计算位置182

20-17联接（Articulation）的定义183

20-16对机械运动效果建模183

20-14轨道激活183

20-15 Orbit/AttitudeModeling（轨道／姿势建模）分析细节183

20-18联接（Articulation）参数184

21-2管道流动一般流程185

21-1概述185

第二十一章 管道流动网络185

21-5创建梁截面186

21-4创建曲线模拟管道流动186

21-3理解管道流动186

21-7风扇／泵（Fan/Pump）实体187

21-6为管道网络创建梁单元网格187

21-9管道性质188

21-8进／出口实体188

21-10压头损失处理（Head Loss Override）189

21-13锥形流道（Taper Across Branch）190

21-12流动截面取代（Flow Section Override）190

21-11管道摩擦190

21-14对边界层影响因素的建模191

22-2流体网络一般流程192

22-1概述192

第二十二章 对流192

22-5受迫对流193

22-4管道单元193

22-3流体网络基础193

22-7受迫对流耦合细节194

22-6创建受迫对流耦合194

22-10自然对流细节195

22-9创建自然对流耦合195

22-8自然对流195

22-12选择流动模型的结果196

22-11环境条件196

22-15封闭循环建模技巧197

22-14检查流动模型的结果197

22-13流动模型求解选项197

22-16多种流体建模技巧198

23-2使用边界条件任务199

23-1 概述199

第二十三章 I-DEAS边界条件任务：数据边和数据面199

23-4边界条件任务与TMG边界条件200

23-3传热边界条件概览200

23-6传热边界条件表201

23-5传热边界条件的定义201

23-7创建基于几何图形的边界条件202

23-10创建边界条件集203

23-9创建其他边界条件203

23-8创建辐射边界条件203

23-11理解边界条件集204

23-14数据实体的图形显示205

23-13什么是数据实体205

23-12使用边界条件集205

23-15用函数创建数据边206

23-17用函数定义数据面207

23-16用数据边创建随位置变化的边负荷207

23-19用结果集创建数据面208

23-18用函数创建数据面208

23-22修改数据边209

23-21按比例绘制负荷草图209

23-20用数据面定义面上的变量负荷209

23-24在线指南：使用数据边和数据面210

23-23修改数据面210

23-25节省时间的特殊技巧211

24-2 ESC任务栏215

24-1 概述215

电子系统冷却（ESC）篇215

第二十四章 I-DEAS ESC简介215

24-3 ESC边界条件概览216

24-5流动边界条件网格划分217

24-4定义边界条件217

24-6 ESC实体管理218

25-3流动表面（Flow Surfaces）219

25-2流体流动与导热／辐射建模219

第二十五章 流动建模219

25-1概述219

25-5为流动表面定义表面性质220

25-4使用流动表面（Flow Surfaces）对对流换热建模220

25-6理解表面对流性质221

25-8流动表面举例1：PC主板222

25-7创建流动表面222

25-10流动表面举例3：旋转和平移壁面223

25-9流动表面举例2：实体零件的对流223

25-12流体网格的尺寸224

25-11为流体流动创建网格224

25-14流动表面附近的网格划分225

25-13壳单元网格与流体网格的匹配225

25-16流体区域的网格划分技术226

25-15非平面流动表面226

25-17自由网格划分概览227

25-18手动网格划分概览228

25-20联接流体网格229

25-19投影和拉伸网格划分概览229

25-21节约时间的特殊技巧230

26-2创建外部风扇和通风孔231

26-1概述231

第二十六章 流体流动边界条件231

26-4创建循环风扇232

26-3创建内部风扇232

26-6通风孔的百叶窗效应233

26-5风扇的百叶窗和漩涡效应233

26-8在风扇目录中选择风扇234

26-7风扇和通风孔上的其他边界条件234

26-10用风扇曲线作边界条件235

26-9定义风扇曲线235

26-12创建流动的体积障碍物236

26-11对内部屏障建模236

26-14对称建模237

26-13在流动障碍物周围的流体网格237

26-16模拟自然对流238

26-15设置环境条件238

27-3用3D单元对立体零件建模240

27-2为模拟导热创建网格240

第二十七章 热模型240

27-1概述240

27-5导热网格划分技巧241

27-4用2D和1D单元对零件建模241

27-7使用表面覆盖创建热边界条件242

27-6创建热边界条件242

27-9理解热耦合243

27-8外壳传热243

27-11创建热耦合245

27-10理解热耦合：主单元的选择245

27-13热耦合举例1：PC板上的组件246

27-12使用热耦合联接表面和边246

27-14热耦合举例2：组件模型247

27-15热耦合举例3：螺栓接口248

28-2结果的类型249

28-1概述249

第二十八章 结果后处理249

28-4节点上的流体数据250

28-3单元和节点上的热数据250

28-6显示等值线图251

28-5守恒方程的流动结果和修正后的流动结果251

28-8使用探针（probe）显示模型结果252

28-7设置数据范围252

28-10显示单元判据图253

28-9使用探针（probe）显示模型数据253

28-12设置计算区域（Calculation Domain）254

28-11理解箭头选项（Arrow Options）254

28-14显示矢量通路（Vector Paths）255

28-13使用KeepPrevious（保持原图）255

28-15创建矢量通路256

28-16结果的动画显示257

28-17保存图257

28-18节约时间的技巧258

第二十九章 辅助网格划分技术260

29-1概述260

29-2辅助建模技术概览260

29-3建立工作平面（Workplane）261

29-4创建节点261

29-5复制节点262

29-6手动创建单元262

29-7修改单元属性263

29-8实体单元的表面覆盖（Surface Coating）263

29-9定义材料方向性（Material Orientation）264

第三十章 模型求解265

30-1概述265

30-2求解过程概览266

30-3设置求解器模式选项266

30-4重新求解267

30-5在批处理模式下运行求解器267

30-6设置流动模型选项268

30-7设置流动求解器选项269

30-8选择流动求解器的局部或物理时间步长269

30-9风扇曲线阻尼270

30-10监视风扇的收敛271

30-11设置热求解器选项271

30-12设置耦合收敛选项272

30-13顺序（Sequential）求解法和并行（Concurrent）求解法272

30-14求解器高级（Advanced）选项273

30-15指定运行目录273

30-16设置初始条件274

30-17使用求解监视器274

30-18监视流动求解的收敛275

30-19监视耦合收敛275

30-20监视求解状态276

30-21终止和暂停求解器277

30-22理解模型总结信息277

30-23理解流动求解器信息278

30-24理解热求解器信息279

30-25理解求解总结（Solution Summary）280

30-26查看信息和收敛图281

31-1概述282

31-2湍流建模282

第三十一章 高级主题282

31-3FTV湍流模型283

31-4设置FTV湍流模型的L和V尺度283

31-5K-E湍流模型284

31-6为K-E湍流模型选择入口湍流尺度284

31-7选择自然对流的物理时间步长285

31-9瞬态分析286

31-10其他信息来源286

31-8封闭箱体内的自然对流问题286

32-2从简单着手288

32-1概述288

32-3使用Check Model（检查模型）288

第三十二章 常见问题及其解决288

32-4检查单元选项289

32-5检查网格质量289

32-6检查单元法线的一致性290

32-7显示ESC边界条件290

32-8删除与边界条件相关联的单元291

32-9检查流动表面周围的网格292

32-10创建处理过的流动模型293

32-11注意非物理情况的出现294

32-12检查质量、动量和能量守恒295

33-1概述299

第三十三章 热建模理论299

33-2用于热分析的有限差分法299

理论篇299

33-4热耦合300

33-5热求解器和流动求解器的耦合300

33-3热传导和热容300

34-1概述302

34-2控制方程302

第三十四章 流动建模理论302

34-3离散化303

34-4自然对流304

34-5线性方程求解304

34-6理解风扇曲线305

参考文献307