无

第1章 ParaCS 平台介绍 001
1.1 ParaCS 平台界面 002
1.1.1 菜单栏 003
1.1.2 工具栏 003
1.1.3 项目列表 004
1.1.4 基本设置 004
1.2 ParaCS 功能及模拟流程 004
1.2.1 ParaCS 功能 004
1.2.2 ParaCS 模拟流程 005
1.3 ParaCS 与建模软件关联 032
1.4 ParaCS 操作助手 033

第2章 网格划分034
2.1 网格划分简介 035
2.1.1 网格划分平台界面介绍 035
2.1.2 网格划分基本步骤 037
2.2 网格划分 038
2.2.1 网格的显示样式及网格质量评估 038
2.2.2 网格形状的控制 039
2.2.3 中间节点位置的控制 039
2.2.4 网格尺寸控制 039
2.2.5 局部网格细化 039
2.2.6 清除网格 040
2.3 实例分析 040
2.3.1 实体单元网格划分 040
2.3.2 复杂网格区域划分及生成 041

第3章 线性结构静力学分析 042
3.1 线性静力学分析简介 043
3.2 基本分析原理及主要算法 043
3.2.1 线性静力学分析原理 043
3.2.2 线性静力学主要算法 044
3.3 线性结构静力学分析及流程 044
3.3.1 连接关系 045
3.3.2 载荷条件 045
3.3.3 边界条件 045
3.4 典型实例分析 046
3.4.1 实体单元分析——T 形结构件 046
3.4.2 多单元混合建模分析——桥梁 050

第4章 结构模态分析 056
4.1 结构模态分析简介 057
4.2 结构模态分析原理 057
4.3 模态分析及流程 059
4.3.1 连接关系 059
4.3.2 边界条件 059
4.4 实例分析 059
4.4.1 案例1 钢板 059
4.4.2 案例2 鼠笼 062
4.4.3 案例3 音叉 065
4.4.4 案例4 汽车桁架 067

第5章 响应谱分析 071
5.1 响应谱分析简介 072
5.2 响应谱分析原理 072
5.3 响应谱分析及流程 073
5.3.1 连接关系 073
5.3.2 边界条件 073
5.3.3 载荷条件 073
5.3.4 求解设置 076
5.4 典型案例分析 077
5.4.1 钢板 077
5.4.2 桁架 083
5.4.3 双层架构 089
5.4.4 汽车桁架 096

第6章 谐响应分析 105
6.1 谐响应分析简介 106
6.2 谐响应分析原理 106
6.3 谐响应分析及流程 107
6.3.1 连接关系 108
6.3.2 载荷条件 108
6.3.3 边界条件 108
6.3.4 求解设置 108
6.3.5 谐响应分析的后处理 110
6.4 典型案例分析 111
6.4.1 铝管 111
6.4.2 摄像头支架 115
6.4.3 齿轮 120
6.4.4 长椅 124

第7章 瞬态动力学分析 130
7.1 瞬态动力学分析简介 131
7.2 瞬态动力学分析原理 131
7.3 瞬态动力学分析及流程 132
7.3.1 连接关系 132
7.3.2 载荷条件 132
7.3.3 边界条件 134
7.3.4 后处理 136
7.4 典型实例分析 137
7.4.1 案例1 直锥齿轮 137
7.4.2 案例2 铰链设计 141
7.4.3 案例3 转子 146
7.4.4 案例4 活塞机构 151

第8章 复杂案例 160
8.1 案例1 刹车盘的瞬态动力学分析 161
8.1.1 案例导读与技术路线 161
8.1.2 案例实施与操作流程 162
8.2 案例2 RV 减速器的瞬态动力学分析与模态分析 178
8.2.1 案例导读与技术路线 178
8.2.2 瞬态动力学分析 179
8.2.3 模态分析 191
8.3 案例3 螺旋桨六缸行星发动机的瞬态动力学分析 195
8.3.1 案例导读与技术路线 195
8.3.2 案例实施与操作流程 196
8.4 案例4 NW 型行星斜齿轮减速器的瞬态动力学分析 213
8.4.1 案例导读与技术路线 213
8.4.2 案例实施与操作流程 214
8.5 案例5 人形机器人的瞬态动力学分析 223
8.5.1 案例导读与技术路线 223
8.5.2 人形机器人——上肢结构的瞬态动力学分析 224
8.5.3 人形机器人——腿部结构的瞬态动力学分析 233

第9章 灵巧手优化报告 243

参考文献 248

本书围绕国产通用型CAE 仿真平台ParaCS，系统介绍有限元分析的基本理论、工程建模方法以及典型工程应用案例，旨在帮助读者全面掌握基于ParaCS 平台开展结构力学仿真分析的基本方法与工程实践流程。全书以工程问题为导向，按照“理论基础- 建模方法- 仿真流程- 工程案例”的逻辑结构展开，通过理论讲解与实例演示相结合的方式，系统构建有限元仿真的完整知识体系。
ParaCS 平台是依托高性能并行计算与计算力学技术自主研发的国产CAE 仿真平台，可实现复杂工程结构的数值模拟与性能评估，在结构强度分析、振动特性分析、动力学响应预测等方面具有良好的工程应用能力。平台通过高效数值求解器与并行计算框架，能够对大规模结构模型进行稳定求解，并通过图形化交互界面与可视化后处理功能，实现结构响应结果的直观展示和工程分析。
全书共9 章。首先介绍ParaCS 平台的整体架构、软件界面与基本操作流程，帮助读者快速熟悉软件环境；随后系统讲解有限元分析中的关键前处理技术，包括几何模型导入、材料属性定义、局部坐标系建立、连接关系设置以及网格划分方法等内容；在此基础上，重点阐述结构有限元分析的主要计算类型与分析流程，包括线性结构静力学分析、模态分析、响应谱分析、谐响应分析以及瞬态动力学分析等内容，并结合具体案例详细演示载荷条件、边界条件、求解设置及结果分析方法。
为了增强工程实践能力，本书在介绍理论与方法的基础上，设计了大量典型工程实例，包括桥梁结构、齿轮系统、机械支架、减速器机构、刹车盘、人形机器人结构等，通过完整仿真流程展示有限元分析在工程结构设计、性能评估及结构优化中的应用过程。同时，书中还结合实际工程需求，对网格质量控制、求解参数设置、收敛控制以及计算效率优化等关键技术问题进行了系统说明。
本书内容体系完整、工程导向明确、案例丰富，既注重有限元理论与数值方法等基础知识，又强调国产CAE 平台在工程实践中的具体应用。全书可作为从事结构设计、产品研发及工程仿真的科研人员与工程技术人员学习国产CAE 软件的重要参考资料，也可作为高等院校机械工程、力学、智能制造工程、车辆工程等相关专业的仿真分析教材。
为结合本书内容开展软件操作练习和工程案例复现，读者可试用ParaCS 软件，通过访问ParaCS 官方网站在线申请免费试用。
本书由秦利明、丁龙朋、李秀英担任主编，负责全书总体策划、内容体系设计、技术路线把控以及主要章节的统稿与定稿工作。在编写过程中，主编团队围绕国产CAE 软件教学与工程应用需求，对有限元基础理论、ParaCS 平台功能特点、结构力学仿真流程以及典型工程案例进行了整体规划，力求使本书既具有系统的理论性，又具备较强的工程实用性和教学适用性。张彤、卢昊阳、严虎、田浩然、沈旭珍、杨宏飞参与本书编写工作，承担了部分章节资料整理、工程案例建模、算例计算验证、图表绘制、软件操作流程梳理及文字校核等工作。其中，参编人员结合各自专业背景和工程实践经验，对几何建模、材料定义、网格划分、边界条件设置、求解参数配置、结果后处理以及典型结构案例分析等内容进行了细化和补充，为本书工程案例的完整性、操作流程的规范性和技术内容的准确性提供了重要支持。
在本书编写过程中，编写组得到了相关单位、同行专家以及ParaCS平台研发和应用团队的支持与帮助，在此一并表示衷心感谢。
限于编者水平，书中不足之处在所难免，敬请读者批评指正。

编者