本书系统介绍了SAMCEF软件在不同领域的基本理论、使用方法和应用实例。全书从内容上可分为四部分，**部分为SAMCEF软件的介绍和基本使用，包括有限元方法和有限元软件介绍，SAMCEF软件包和功能模块的分析功能和基础知识，SAMCEF的安装方法和启动，SAMCEF的用户界面、建模功能、分析数据定义、有限元网格划分和求解分析过程，以及SAMCEF的后处理；第二部分以实例详解的方式说明SAMCEF Field建模、线性结构分析、线性模态分析、热分析、结构非线性分析和机构非线性分析等的具体操作和关键技术，每个实例都图文并茂地介绍了SAMCEF Field的操作流程，并对操作过程进行细致的解释，可满足各层次读者的需求；第三部分着重介绍SAMCEF转子动力学专业分析软件包SAMCEF Rotor所涉及的转子动力学基本理论和分析技术，包括横向振动和扭转振动两部分，并以多个实例介绍了SAMCEF Rotor的使用方法和分析过程；第四部分给出了SAMCEF软件在其他领域的应用实例，包括复合材料分析实例、电缆线分析实例、流固耦合分析实例和拓扑优化分析实例。通过本书的学习，读者不仅能够迅速掌握SAMCEF软件的操作方法，而且能够对具体的工程问题进行独立分析。
　　本书可作为理工院校相关专业的高年级本科生、研究生、教师学习SAMCEF软件的参考用书，也可供广大工程技术人员和科研工作者学习参考使用。

★书中所有案例均经过作者的精挑细选，均为实际工程案例。让读者的学习事半功倍。　　★配套资源丰富。附赠光盘包括所有实例的素材文件和视频讲解。

出版说明
前言

第1章 有限元分析和CAE软件
1.1 有限元分析
1.2 有限元方法和有限元分析的历史
1.3 有限元分析的工程应用
1.4 有限元分析的流程
1.5 CAE软件概述和主要的有限元分析软件

第2章 SAMCEF软件介绍
2.1 西门子工业软件比利时有限公司
2.2 SAMCEF的发展历史
2.3 SAMCEF系列软件介绍
2.3.1 前后处理软件SAMCEF Field
2.3.2 通用求解器
2.4 SAMCEF专业分析软件包
2.4.1 SAMCEF Rotor转子动力学软件包
2.4.2 SAMCEF Machine Tools机床分析软件包
2.4.3 SAMCEF for Wind Turbine风电分析软件包
2.4.4 SAMCEF Amaryllis高温分解与烧蚀分析软件包
2.4.5 SAMCEF for Power Line and Substations输电线和变电站专业集成软件包

第3章 SAMCEF基本分析过程
3.1 SAMCEF软件的安装
3.1.1 硬件系统要求
3.1.2 软件系统要求
3.1.3 SAMCEF的安装
3.2 SAMCEF的启动和用户界面
3.2.1 SAMCEF Field的启动
3.2.2 SAMCEF Field的用户界面
3.3 SAMCEF Field的菜单界面
3.3.1 SAMCEF Field菜单界面的基本概况
3.3.2 鼠标的使用
3.3.3 人机对话界面（MMI）
3.4 SAMCEF Field V5的功能
3.4.1 参数化
3.4.2 几何模型
3.4.3 网格
3.4.4 装配单元
3.4.5 材料特性
3.4.6 分析
3.4.7 工作过程
3.4.8 报告和输出
3.5 SAMCEF有限元分析简单实例
3.5.1 问题描述
3.5.2 导入几何模型
3.5.3 修补几何模型
3.5.4 数据的定义
3.5.5 生成有限元网格
3.5.6 求解
3.5.7 后处理

第4章 SAMCEF Field建模功能
4.1 概述
4.1.1 建模介绍
4.1.2 建模功能
4.1.3 图标库
4.2 创建几何对象
4.2.1 创建点
4.2.2 创建线
4.2.3 创建面
4.2.4 创建轴
4.2.5 创建无限大平面
4.2.6 创建草图
4.2.7 拉伸建模
4.2.8 旋转建模
4.2.9 体素的创建
4.2.10 创建交点或交线
4.2.11 创建螺旋线
4.2.12 创建扫描模型
4.2.13 面合并成壳
4.2.14 粘合
4.2.15 融合
4.2.16 创建区域
4.3 几何对象的修补
4.3.1 删除操作
4.3.2 修改操作
4.3.3 特性转换
4.4 其他基本操作
4.4.1 输入和输出
4.4.2 复制和粘贴
4.4.3 投影
4.4.4 修改
4.4.5 分析
4.4.6 爆炸
4.4.7 提取
4.4.8 偏移
4.4.9 复制
4.4.10 移动
4.4.11 放置
4.4.12 冻结
4.4.13 数据资料
4.4.14 参数设置

第5章 分析数据定义
5.1 分析类型
5.1.1 分析类型简介
5.1.2 更改分析类型
5.1.3 几种典型的分析类型
5.2 分析数据
5.2.1 分析数据简介
5.2.2 基本概念
5.2.3 数据库
5.2.4 局部分析数据
5.2.5 应用数据
5.2.6 分析数据对话框
5.2.7 物理数据类型
5.2.8 特殊的单元
5.3 单元特性定义
5.3.1 单元类型
5.3.2 单元参数定义
5.4 材料数据定义
5.4.1 材料类型
5.4.2 定义方法
5.5 边界条件
5.5.1 边界条件类型
5.5.2 各类型边界条件简介
5.6 载荷定义
5.6.1 载荷简介
5.6.2 载荷类型
5.7 装配连接定义
5.7.1 装配连接简介
5.7.2 连接类型简介

第6章 SAMCEF Field分析求解
6.1 求解参数设置
6.1.1 求解菜单
6.1.2 校验分析数据
6.1.3 设置
6.1.4 载荷工况
6.1.5 结果选择
6.1.6 输出控制
6.2 求解运行
6.2.1 转换和运行
6.2.2 求解监控
6.2.3 求解器配置
6.2.4 求解命令

第7章 SAMCEF Field后处理
7.1 SAMCEF Field结果后处理概述
7.1.1 后处理菜单
7.1.2 结果图标
7.2 后处理方法和过程
7.2.1 结果属性
7.2.2 结果单位——色标
7.2.3 结果样式——显示模式
7.2.4 结果属性—变形和变形系数
7.2.5 结果属性——网格
7.2.6 结果属性——结果使用网格或使用外形
7.2.7 绘制模式
7.2.8 动画
7.2.9 列表
7.2.10 结果绘图
7.2.11 结果参数
7.2.12 结果标准
7.2.13 绑定或分离节点和外形
7.2.14 卸载结果
7.2.15 输入结果实体
7.2.16 超单元恢复
7.2.17 为将来恢复保存超单元

第8章 线性结构分析应用实例
8.1 连杆应力分析
8.1.1 实例分析
8.1.2 分析模型和载荷条件
8.1.3 建立分析模型
8.1.4 定义分析数据
8.1.5 划分有限元网格
8.1.6 求解
8.1.7 查看结果
8.2 离心叶轮应力分析
8.2.1 实例分析
8.2.2 建立模型
8.2.3 定义分析数据
8.2.4 网格
8.2.5 求解
8.2.6 后处理

第9章 模态分析实例
9.1 连杆模态分析
9.1.1 实例分析
9.1.2 分析数据
9.1.3 模态分析过程
9.1.4 计算结果
9.2 壳结构模态分析实例
9.2.1 实例分析
9.2.2 操作步骤

第10章 热分析实例
10.1 实例分析
10.2 启动
10.3 建立模型
10.4 定义分析数据
10.5 网格划分
10.6 计算
10.7 查看结果

第11章 结构非线性分析实例
11.1 弹塑性材料结构的非线性分析
11.1.1 实例分析
11.1.2 启动
11.1.3 定义分析数据
11.1.4 网格划分
11.1.5 计算
11.1.6 查看结果
11.2 接触非线性实例
11.2.1 实例分析
11.2.2 操作步骤

第12章 机构运动非线性分析实例
12.1 曲柄滑轨结构非线性分析实例
12.1.1 实例分析
12.1.2 启动
12.1.3 定义分析数据
12.1.4 装配组件
12.1.5 网格划分
12.1.6 计算
12.1.7 查看结果
12.2 四连杆机构动力学分析
12.2.1 问题描述
12.2.2 创建几何模型
12.2.3 定义分析数据
12.2.4 网格划分
12.2.5 计算
12.2.6 查看结果

第13章 转子动力学理论背景
13.1 概述
13.1.1 转子动力学问题
13.1.2 转子动力学的基本假设
13.2 模型
13.2.1 转子模型
13.2.2 静子模型
13.2.3 模型减缩
13.2.4 连接部件
13.2.5 载荷
13.2.6 时域系统方程
13.2.7 频率域系统方程

第14章 转子动力学分析实例
14.1 悬臂盘转子临界转速分析
14.1.1 实例分析
14.1.2 建立分析模型
14.1.3 定义分析数据
14.1.4 网格
14.1.5 求解
14.1.6 后处理
14.1.7 用直接法求解临界转速
14.1.8 弹性支承条件临界转速
14.2 阶梯轴转子临界转速分析
14.2.1 实例分析
14.2.2 建立分析模型
14.2.3 定义分析数据
14.2.4 网格
14.2.5 求解
14.2.6 后处理
14.2.7 用直接法求解临界转速
14.3 阶梯轴转子谐波响应分析
14.3.1 实例分析
14.3.2 建立分析模型
14.3.3 定义分析数据
14.3.4 网格
14.3.5 求解
14.3.6 后处理
14.4 阶梯轴转子瞬态响应分析
14.4.1 实例分析
14.4.2 建立分析模型
14.4.3 定义分析数据
14.4.4 网格
14.4.5 求解
14.4.6 后处理
14.5 阶梯轴转子二维模型临界转速分析
14.5.1 实例分析
14.5.2 建立分析模型
14.5.3 定义分析数据
14.5.4 网格
14.5.5 求解
14.5.6 后处理
14.6 阶梯轴转子临界转速分析（超单元）
14.6.1 实例分析
14.6.2 建立分析模型
14.6.3 定义分析数据
14.6.4 网格
14.6.5 求解
14.6.6 导入超单元
14.6.7 重新定义分析数据
14.6.8 超单元求解
14.6.9 后处理
14.7 单盘转子临界转速分析（三维实体模型）
14.7.1 实例分析
14.7.2 建立分析模型
14.7.3 定义分析数据
14.7.4 网格划分
14.7.5 求解
14.7.6 后处理
14.8 循环对称分析实例
14.8.1 概述
14.8.2 启动
14.8.3 定义分析数据
14.8.4 网格划分
14.8.5 计算
14.8.6 查看结果
14.8.7 查看完整三维结果
14.9 航空发动机低压转子分析
14.9.1 问题描述
14.9.2 建立分析模型
14.9.3 定义分析数据
14.9.4 网格划分
14.9.5 求解
14.9.6 后处理
14.10 旋转坐标系分析实例
14.10.1 概述
14.10.2 启动
14.10.3 定义分析数据
14.10.4 网格划分
14.10.5 稳态计算
14.10.6 查看结果
14.10.7 建立单元组
14.10.8 临界转速计算
14.10.9 查看临界转速结果
14.11 混合模型分析实例
14.11.1 1D-3D混合模型
14.11.2 2D-3D混合模型
14.12 滚动轴承支承转子分析实例
14.12.1 问题描述
14.12.2 建立分析模型
14.12.3 定义分析数据
14.12.4 网格划分
14.12.5 求解
14.12.6 后处理
14.12.7 其他工况
14.13 滚动轴承支承转子瞬态响应分析实例
14.13.1 问题描述
14.13.2 建立分析模型
14.13.3 定义分析数据
14.13.4 网格划分
14.13.5 求解
14.13.6 后处理
14.13.7 其他工况

第15章 扭转振动
15.1 扭转振动概述
15.2 简单两惯量系统
15.3 齿轮系统
15.4 系统运动方程
15.5 固有频率和模态
15.6 扭转振动瞬态分析

第16章 扭转振动分析实例
16.1 简单两惯量系统
16.1.1 概述
16.1.2 建立分析模型
16.1.3 定义分析数据
16.1.4 网格
16.1.5 求解
16.1.6 后处理
16.1.7 直接法求解临界转速
16.2 单自由度齿轮传动转子分析
16.2.1 概述
16.2.2 建立分析模型
16.2.3 定义分析数据
16.2.4 网格
16.2.5 求解
16.2.6 后处理
16.2.7 第二种模型计算结果
16.2.8 第三种模型计算结果
16.3 四惯量齿轮传动系统
16.3.1 概述
16.3.2 建立分析模型
16.3.3 定义分析数据
16.3.4 网格
16.3.5 求解
16.3.6 后处理
16.4 三轴船舶推进轴系（不考虑齿轮柔性）
16.4.1 概述
16.4.2 建立分析模型
16.4.3 定义分析数据
16.4.4 网格
16.4.5 求解
16.4.6 后处理
16.4.7 直接法求解
16.5 发电机-齿轮箱-压缩机轴系（考虑齿轮柔性）
16.5.1 概述
16.5.2 建立分析模型
16.5.3 定义分析数据
16.5.4 网格
16.5.5 求解
16.5.6 后处理
16.5.7 用直接法求解

第17章 SAMCEF特殊分析实例
17.1 复合材料分析
17.1.1 实例分析
17.1.2 操作步骤
17.2 简单电缆线分析
17.2.1 模型描述
17.2.2 启动软件设置
17.2.3 电缆线分析
17.3 充满流体的箱体分析
17.3.1 模型描述
17.3.2 启动软件设置
17.3.3 非线性分析
17.3.4 模态分析

　　SAMCEF软件*早出现在20世纪60年代，80年代之后随着计算机技术的发展迅速发展起来，进而在航空航天等高端领域得到了广泛的应用。SAMCEF软件于21世纪初开始在我国的各个工程领域和科研领域得到应用。北**方极峰科技有限公司（EMAX）作为SAMCEF软件的代理商早在21世纪初就在我国宣传和推广该软件。该软件目前已经拥有航空航天、船舶、能源、电力、核能等领域的众多用户。
　　SAMCEF软件被认为是功能*强的有限元分析软件之一，特别是在多刚体/多柔体非线性分析领域、转子动力学分析领域和电缆线静/动力学等分析领域，其技术和特点更是独树一帜。SAMCEF可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大、复杂的问题和模拟系统级非线性多体动力学问题。SAMCEF软件不但可以做单一零件的力学分析，而且可以同时做多部件的系统级分析研究，这一特点相对于其他分析软件来说是独一无二的。SAMCEF软件除了向通用性方面发展钱，还在向要求更高的专业分析领域发展，例如以SAMCEF Rotors软件包为代表的转子动力学分析领域、以SAMCEF Wind Turbine软件包为代表的风力发电动力学系统分析领域和以SAMCEF Cable专业分析领域软件包为代表的电缆线专业分析领域等。
　　本书系统介绍了SAMCEF软件在不同领域的基本理论、使用方法和应用实例。全书分从内容上可为四部分，**部分为SAMCEF软件的介绍和基本使用，包括有限元方法和有限元软件介绍，SAMCEF软件包和功能模块的分析功能和基础知识，SAMCEF的安装方法和启动，SAMCEF的用户界面、建模功能、分析数据定义，SAMCEF的有限元网格划分和求解分析过程、以及SAMCEF的后处理；第二部分以实例详解的方式说明SAMCEF Field建模、线性结构分析、线性模态分析、热分析、结构非线性分析和机构非线性分析等的具体操作和关键技术，每个实例都图文并茂地介绍了SAMCEF Field的操作流程，并对操作过程进行详细的解释，可满足各层次读者的需求；第三部分着重介绍SAMCEF转子动力学专业分析软件包SAMCEF Rotors所涉及的转子动力学基本理论和分析技术，包括横向振动和扭转振动两个部分，并以多个实例介绍了SAMCEF Rotors的使用方法和分析过程；第四部分给出了SAMCEF软件在其他领域的应用实例，包括复合材料分析实例、电缆线分析实例、流固耦合分析实例和拓扑优化分析实例。通过本书的学习，读者不仅能够迅速掌握SAMCEF软件的操作方法，而且能够对具体的工程问题进行独立分析。
　　本书是2009年1月出版的《SAMCEF有限元分析与应用实例》一书的修订版，删去了SAMCEF软件不再开发的部分内容，增加了SAMCEF Rotors转子动力学分析扭转振动的内容和应用实例。
　　本书涉及的内容较广，读者可根据自己的需要进行选择性阅读，如果要充分掌握该软件，还需要进行大量的上机操作。
　　本书可作为理工院校相关专业的高年级本科生、研究生、教师学习SAMCEF软件的参考用书，也可供广大工程技术人员和科研工作者学习参考使用。
　　本书由北**方极峰科技有限公司的周传月主编，参与本书编写的人员还有徐志程、沈那伟、高寒等。西门子工业软件公司的 SAMCEF 软件技术经理张旗利先生和技术工程师高寒先生提供了关于SAMCEF软件的**资料。
　　本书在编写过程中得到了西门子工业软件（北京）有限公司市场部的大力支持和帮助，尤其是在出版经费上的支持，使得本书得以顺利出版，在此深表衷心的感谢。
　　由于编者水平有限，书中缺点、错误在所难免，敬请广大读者批评指正，欢迎来信（emax@163.com，max.zhou@emax-tech.com）共同探讨。