UG_NX6高级仿真教程
NX高级仿真应用指南
NX高级仿真应用指南NX（Unigraphics）是一种高级仿真软件，广泛应用于各个行业的产品设计、工程分析和制造过程中。
它具有强大的功能和灵活的使用方法，可以帮助工程师进行各种仿真模拟，为设计和产品优化过程提供有力支持。
本文将介绍NX高级仿真的基本原理和应用指南。
一、NX高级仿真的基本原理NX高级仿真的基本原理是基于有限元法（Finite Element Method，FEM）进行的。
有限元法是一种数值分析方法，将实际问题分解成许多个小的有限元素，然后对每个有限元素进行分析，再将结果组合在一起得到整个系统的解答。
有限元法的基本步骤是：建立有限元模型、设置材料属性和边界条件、求解模型方程、分析结果。
NX软件提供了完整的有限元分析工具，可以帮助用户完成上述步骤，并对各种问题进行仿真分析。
二、NX高级仿真的应用指南1.建立有限元模型在进行仿真分析之前，首先需要建立一个准确的有限元模型。
NX软件提供了丰富的建模工具，可以帮助用户快速创建各种几何形状。
用户可以根据实际情况，选择合适的建模方法（如实体建模、曲面建模等），并利用NX的自动化建模功能，快速构建复杂的有限元模型。
2.设置材料属性和边界条件在建模完成后，需要为模型设置材料属性和边界条件。
NX软件提供了多种材料模型（如弹性模型、塑性模型等），用户可以根据实际情况选择合适的材料模型，并设置相应的材料参数。
在设置边界条件时，用户需要指定支撑约束、外载荷以及各种约束条件。
NX软件提供了直观的界面，可以帮助用户快速设置边界条件，并对其进行调整和优化。
3.求解模型方程设置完材料属性和边界条件后，需要对模型进行求解。
NX软件内置了强大的求解器，可以高效地解算大规模的有限元模型。
用户只需点击求解按钮，软件会自动完成求解过程，并输出计算结果。
4.分析结果求解完成后，用户可以进行各种仿真结果的分析。
NX软件提供了丰富的后处理工具，可以用于可视化结果、提取关键结果参数，并进行动态分析。
UG_NX6高级仿真教程
在线帮助指南
如果需要查看更多信息，可以通过UG CAST中查询 更多关于高级仿真的内容
二、模型准备
课程二基本内容：
1、几何体理想化 2、几何体清理 3、几何体修复
二、模型准备
课程二目标：
课程二培训，你将： 学习使用工具修改理想化模型的几何体 学习使用工具修改理想化模型的几何特征 学习使用各种几何体清理工具来简化模型 学习使用模型修复工具自动修复几何模型 学习使用建模功能来纠正几何模型
分割一个不规则曲面成许多小曲 面来定义映射网格
恢复一天先前使用合并曲面或者 自动修复几何命令移出的边线。
几何体清理
合并边线
使用合并边线 边线
把两条相连的边线合并成一条
合并边线的用途：
建立更大的或者更连续的边界线来划分网格
重组先前使用分割边线命令打断的边线
几何体清理
合并曲面
使用合并曲面
把两个
拥有公共边界线的单独曲面
有限元分析工作流程
自动工作流程
额外工作流程
建立有限元模型、解算模型和解算方案 （可选）理想化结构几何
网格划分 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 解算有限元模型 结果后处理
手动建立新的有限元模型、解算模型和解算 方案
（可选）理想化结构几何 定义材料 建立物理属性表 建立网格收集器 网格划分，指派网格收集器属性 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 定义输出控制及参数 解算有限元模型 结果后处理
操作： 选择面
几何体理想化
分割体
使用分割体
命令来
分割选择的实体。
在为复杂的网格划分做准 备的时候，该功能特别有 用，这有助于将几何体分 割成更小、更简单和更易 于处理的几何题，以便于 特定区域的网格划分，便 于用户划分出更好的网格
UG软件的高级仿真教程
UG4.0高级仿真高级仿真概述高级仿真是一种综合性的有限元建模和结果可视化的产品，旨在满足资深分析员的需要。
高级仿真包括一整套预处理和后处理工具，并支持多种产品性能评估解法。
高级仿真提供对许多业界标准解算器的无缝、透明支持，这样的解算器包括 NX Nastran、MSC Nastran、ANSYS 和 ABAQUS。
例如，如果您在高级仿真中创建网格或解法，则指定您将要用于解算模型的解算器和您要执行的分析类型。
本软件然后使用该解算器的术语或“语言”及分析类型来展示所有网格划分、边界条件和解法选项。
另外，您还可以解算您的模型并直接在高级仿真中查看结果；不必首先导出解算器文件或导入结果。
高级仿真提供设计仿真中可用的所有功能，还支持高级分析流程的众多其它功能。
•高级仿真的数据结构很有特色，例如具有独立的仿真文件和 FEM 文件，这有利于在分布式工作环境中开发 FE 模型。
这些数据结构还允许分析员轻松地共享 FE 数据，以执行多种分析。
•高级仿真提供世界级的网格划分功能。
本软件旨在使用经济的单元计数来产生高质量网格。
高级仿真支持补充完整的单元类型（1D、2D 和 3D）。
另外，高级仿真使分析员能够控制特定网格公差，这些公差控制着（例如）软件如何对复杂几何体（例如圆角）划分网格。
•高级仿真包括许多几何体抽取工具，使分析员能够根据其分析需要来量身定制 CAD 几何体。
例如，分析员可以使用这些工具提高其网格的整体质量，方法是消除有问题的几何体（例如微小的边）。
•高级仿真中专门包含有新的 NX 热解算器和 NX 流解算器。
o NX 热解算器是一种完全集成的有限偏差解算器。
它允许热工程师预测承受热载荷的系统中的热流和温度。
o NX 流解算器是一种计算流体动力学（CFD）解算器。
它允许分析员执行稳态、不可压缩的流分析，并对系统中的流体运动预测流率和压力梯度。
您可以使用 NX 热和 NX 流一起执行耦合热/流分析。
高级仿真入门了解高级仿真文件结构高级仿真在四个独立而关联的文件中管理仿真数据。
UGNX6从入门到精通(下)
机器人手臂设计 展望：展望未来 机器人手臂设计 的发展趋势和应
用前景。
03 建 模 技 巧 ： 重 点 介 绍 手 机 外 壳 建 模 的 技 巧 和 方 法 ， 包 括 曲 面 建 模 、 细 节 处 理 等 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果
04 装 配 技 巧 ： 讲 解 手 机 外 壳 在 装 配 过 程 中 的 注 意 事 项 和 技 巧 ， 确 保 设 计 符 合 实 际 生 产 要 求 单击此处输入你的正文，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果
视图显示：通 过视图显示设 置，选择不同 的视图显示方
式
视图保存：将 当前视图保存 为自定义视图， 方便后续使用
创建对象：通过菜单、工具栏或快捷键 创建各种对象
选择对象：通过鼠标单击、框选或其它 方式选择需要操作的对象
移动对象：通过鼠标拖动或使用快捷键 进行移动
缩放对象：通过鼠标滚轮或使用快捷键 进行缩放
渲染技巧：介绍如何通过渲染技巧提升手机外壳设计的视觉效果，吸引消费者眼球 以上内容仅
05 供 参 考 ， 具 体 内 容 可 以 根 据 您 的 需 求 进 行 调 整 优 化 。 以上内容仅供参考，具体内容可以根据您的需求进行调整优化。
机器人手臂设 计概述：介绍 机器人手臂设 计的背景、目
的和意义。
运动仿真基本流程： 详细介绍运动仿真的 基本步骤，包括模型 建立、约束设置、运 动分析等
运动仿真高级功能： 介绍UGNX6中运动 仿真的一些高级功能 ，如碰撞检测、优化 分析等
运动仿真应用案例： 通过具体案例展示运 动仿真的应用，包括 机械设计、产品优化 等方面
逆向工程介绍： 定义、原理、
UGNX高级仿真培训教案
UGNX高级仿真培训教案UGNX是一种广泛应用于产品设计和制造的集成软件平台，它提供了先进的仿真功能，支持多种领域的仿真分析，如结构力学、流体力学和热传导等。
UGNX高级仿真培训教案旨在培养学员掌握UGNX软件的高级仿真技能，为实际工程问题提供可靠的仿真解决方案。
以下是UGNX高级仿真培训教案的一个范例。
一、培训目标：1.掌握UGNX高级仿真工具的基本操作方法；2.理解并运用不同类型的高级仿真分析方法；3.学会使用UGNX软件进行产品的结构、流体和热传导仿真分析；4.能够根据仿真结果优化设计方案；5.完成一个实际工程问题的仿真分析项目。
二、培训内容：1.UGNX高级仿真工具的概述-UGNX仿真模块简介-高级仿真工具的应用范围和优势2.结构仿真分析-结构力学基础知识回顾-模型几何建模和网格划分-材料属性设置-荷载和边界条件定义-结构强度和刚度分析-模态分析-疲劳分析-结果后处理和分析3.流体仿真分析-流体力学基础知识回顾-流体域建模和网格划分-边界条件和初始条件设置-流体流动分析-热传导分析-传热与冷却分析-结果后处理和分析4.优化设计方案-参数化建模和优化算法简介-设计变量和限制条件的设置-基于仿真结果的设计优化-优化结果的分析和验证5.实际案例分析-选取一个实际工程问题进行仿真分析项目-基于所学知识和技能完成仿真分析项目-分析和比较不同设计方案的优缺点-提出改进意见和建议三、培训方法：1.理论讲解：通过教师讲解和PPT演示，介绍与高级仿真相关的理论知识和工具的操作方法。
2.实践操作：学员根据指导手册和仿真案例，进行实际的软件操作和仿真分析。
3.互动讨论：在课堂上与学员进行互动讨论，解答疑问，帮助学员理解和掌握相关知识和技能。
四、培训评估：1.实践操作评估：要求学员按照指定的实际工程问题进行仿真分析，提交报告和结果，以评估学员的实际操作能力和分析水平。
2.理论知识评估：通过课堂测试和作业完成情况，评估学员对相关理论的理解和掌握程度。
UG-NX6从入门到精通(下)专题培训课件
创建拔模特征3。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【拔模】 命令，设置【类型】为【从边】，选择基准坐标系的Z轴作为【脱模 方向】，选择如图所示的边为【固定边缘】，输入【角度1】为7，单 击【确定】。
脱模方向
固定边缘
7.1 实例一：连接件
2．实体建模
创建圆角特征1。选择下拉菜单中的【插入】|【细节特征】|【边倒 圆】命令，选择如图所示的边，并输入【Radius 1】为3，单击【确 定】。
7.2 实例二：双向紧固件
2．实体建模
创建边倒圆特征。选择下拉菜单中的【插入】|【细节特征】|【边倒 圆】命令，选择如图所示的边，并输入【Radius 1】为2，单击【确 定】。
7.2 实例二：双向紧固件
2．实体建模
创建边倒圆特征。选择下拉菜单中的【插入】|【细节特征】|【边倒 圆】命令，选择如图所示的边，并输入【Radius 1】为2，单击【确 定】。
7.2 实例二：双向紧固件
2．实体建模
创建拉伸特征。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【拉伸】 命令，选择如图所示的曲线作为【截面曲线】，并设置对称距离为13， 【偏置】为【两侧】，【开始】为0，【结束】为-6，其余保持默认设 置，单击【确定】。
7.2 实例二：双向紧固件
2．实体建模
创建拉伸特征。选择下拉菜单中的【插入】|【设计特征】|【拉伸】 命令，选择如图所示的曲线作为【截面曲线】，并设置对称距离为3， 其余保持默认设置，单击【确定】。
7.1 实例一：连接件
本例将设计的零件工程图如下图所示。
未 注 圆 角 半 径 为 1mm 未 注 斜 角 为 1× 45°
7.1 实例一：连接件
1．新建图形文件
启动UG NX6，新建【模型】文件“7-1.prt”，设置单位为【毫 米】，单击【确定】，进入【建模】模块。
UG_NX6.0_有限元高级仿真培训
分割边线几何体清理
使用分割边线 边线
把一条边线分成两条单独的
分割边线的目的：
一条边线上不同部分拥有不同的 边界条件 控制一条边线上的单元密度 1、网格划分前分割边线 2、沿着边线定义更高的单元密 度
分割曲面几何体清理
使用分割曲面 的曲面
把一条多义面分成两条单独
分割曲面的目的： 在分割面上添加一个边线，可以 用来添加线载荷 分割一个不规则曲面成许多小曲 面来定义映射网格 恢复一天先前使用合并曲面或者 自动修复几何命令移出的边线。
选择特征
理想化几几何体何体理想化
实体
区域
通常也可以移出如 下小特征： 所有直径小于等于 10mm的小孔 所有半径小于等于 5mm的小倒圆
特征模糊几几何何体 体理想化
使用特征模糊几何体 通过移出几何体上的某个 面或者面的特征来简化几 何体。
操作： 选择面
例如：很快的移出一个几 何题上拥有多个面的凸台
有限元分析工作流程
自动工作流程
额外工作流程
建立有限元模型、解算模型和解算方案 （可选）理想化结构几何
网格划分 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 解算有限元模型 结果后处理
手动建立新的有限元模型、解算模型和解算 方案
（可选）理想化结构几何 定义材料 建立物理属性表 建立网格收集器 网格划分，指派网格收集器属性 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 定义输出控制及参数 解算有限元模型 结果后处理
5、利于有限元模型的重新利用
有限元分有析导限航器元分析导航器
通过导航器中的树状结构，我们可 以很方便的查看和管理有限元模型
利用UGNX6.0软件的运动仿真功能让模具“动起来”
利用UGNX6.0软件的运动仿真功能让模具“动起来”随着中国汽车行业的快速发展，各汽车厂为了尽可能早的抢占市场，对汽车模具的生产周期要求越来越短，精度要求越来越高,这就对模具设计以及制造等各个环节提出了更高的要求.随着CAD/CAM技术的深入应用，二维设计逐渐显现出越来越多的劣势，三维设计也就自然而然的成为国内汽车模具设计人员必须掌握的设计手段。
对模型进行运动仿真也就有了依据。
UGNX自带的机构运动分析模块MOTION提供机构仿真分析和文档生成功能，可在U G环境定义机构，包括铰链、连杆、弹簧、阻尼、初始运动条件、添加阻力等，然后直接在UG中进行分析，仿真机构运动。
设计人员可以分析反作用力、图解合成位移、速度、加速度曲线，反作用力可输入有限元分析。
采用UGNX自带的机构运动分析模块MOTION提供机构的仿真分析功能可以极其方便的对设计方案进行模拟、验证、修改、优化，彻底改变传统机械设计方案需要组织研究团队进行复杂设计计算，制造物理机验证结果的冗长过程，缩短生产周期，节约设计成本。
一旦熟练的掌握了此方法，就可以在极短的时间内给出完整且极具说服力的设计方案。
接下来本文将结合模具实例介绍三维实体模具实现运动仿真的简单过程。
图1是一套拉延模具的三维示意图。
第一步：数据准备阶段在进行运动仿真模拟之前我们需要对已经设计好的三维模具进行简单的数据整理：由于模具设计工程师大都习惯按照最终工作状态来开展设计，然而进行运动仿真时我们一般都习惯于从非工作状态开始进行。
这步操作很简单：假设这套模具在非工作状态所有的上模内容需要沿着Z轴正方向移动1000mm，压边圈组件的工作行程是120mm(需要沿着Z轴正方向移动120mm)。
那么我们按着要求移动相关实体模型到指定位置即可。
移动前后效果见图1和图2。
图1 模具工作状态图2 模具非工作状态(打开状态)第二步：进入运动仿真模块数据准备完成以后我们首先要进入运动仿真模块才能进行相关操作。
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理想化模型文件
理想化模型文件
理想化模型文件后缀名.prt，通常 是主模型文件名加上_fem#_i 例如：plate_fem_1.prt 理想化模型文件由主模型文件获得
解算前，使用理想化模型工具修改 ，你可以不用修改主模型来得到分 析模型
如果采用自动建立有限元模型和解 算模型方式，理想化模型将自动被 建立
UG NX有限元分析的开放性
UGNX有限元分析支持解算器
同时，这些有限元软件的模型都可以使用NX NASTRAN进行解算
高级仿真文件结构
UGNX有限元分析模型文件包含 1. 主模型文件 2. 理想化模型文件 3. 有限元模型文件 4. 解算文件
主模型文件
主模型文件
主模型后缀名.prt 例如：plate.prt 主模型可以是设计零件或者 装配，不做模型修改 通常在分析过程中主模型不 做修改 可以是被锁定的
几何体理想化
通过本课程的学习，你将： 学会在网格划分前，使用几何理想化工具简 化几何模型
几何体理想化
几何体理想化的目的
定义网格划分之前移出或者抑 制某些特征
给模型添加部分特征，比如中 心面或者分割模型
对理想化模型进行操作
几何体理想化和几何体整理的 区别：操作的模型文件不一样 ，几何体理想化是在理想化模 型上，几何体整理是在有限元 模型上
有限元文件
1D单元
载荷条件
解算工况
理想化文件 主模型文件
2D单元 3D单元
约束条件
解算集
解算结果
有限元分析文件查看
有限元分析文件查看器
有限元导航器中的一个特殊的查看窗口
显示所有加载的模型 可以通过双击一个模 型文件使之成为当前 显示模型 可以在这里对理想化 模型建立有限元模型 和解算模型 可以快速切换有限元 模型和解算模型
有限元模型文件分类的优势
UGNX使用四种文件来保存有限元分析数据的优 势
1、在同一个平台上，我们可以区分实体模型和 有限元分析模型
2、你可以单独处理有限元模型，而不需要打开以对于一个理想化模型建立多个有限元 模型，利于协同工作
4、多个有限元模型可以同时被加载进来，加强 了后处理
Advanced Simulation
UG NX高级仿真模块介绍
课程一目标：
课程一培训，你将： 了解UGNX5.0高级仿真的分析功能 了解UGNX5.0高级仿真的文件管理方式 学习UGNX5.0高级仿真导航器的运用 学习UGNX5.0高级仿真分析的工作流程 使用高级仿真模块建立有限元分析模型
UG NX高级分析的基本情况
5、利于有限元模型的重新利用
有限元分析导航器
有限元分析导航器
通过导航器中的树状结构，我们可 以很方便的查看和管理有限元模型
1. 解算文件 2. 有限元模型文件 3. 理想化模型文件 4. 主模型文件 5. 解算方案 6. 结果
有限元分析导航器
有限元导航器中的常用图标及功能
解算文件
0D单元
解算方案
高级仿真介绍 高级仿真模块为富有经验的有限元分析师 提供了全面的有限元模型以及结果可视化 的解决方案
包含完整的前后处理工具
支持全面的仿真分析
提供了设计分析及高级 有限元分析
有限元分析基本过程
UGNX5.0有限元分析基本过程：
1、获得分析模型（零件或装配） 2、选择解算器 3、理想化模型 4、建立有限元模型，包含材料及 物理属性等。 5、添加边界条件（载荷及约束） 6、解算 7、后处理结果及报告
操作： 选择体
选择特征
几何体理想化
理想化几何体
实体
区域
通常也可以移出如 下小特征： 所有直径小于等于 10mm的小孔 所有半径小于等于 5mm的小倒圆
几何体理想化
特征模糊几何体
使用特征模糊几何体 通过移出几何体上的某个 面或者面的特征来简化几 何体。
例如：很快的移出一个几 何题上拥有多个面的凸台
有限元分析工作流程
自动工作流程
额外工作流程
建立有限元模型、解算模型和解算方案 （可选）理想化结构几何
网格划分 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 解算有限元模型 结果后处理
手动建立新的有限元模型、解算模型和解算 方案
（可选）理想化结构几何 定义材料 建立物理属性表 建立网格收集器 网格划分，指派网格收集器属性 （可选）简化或者修复几何体 添加边界条件 定义输出控制及参数 解算有限元模型 结果后处理
在线帮助指南
如果需要查看更多信息，可以通过UG CAST中查询 更多关于高级仿真的内容
二、模型准备
课程二基本内容：
1、几何体理想化 2、几何体清理 3、几何体修复
二、模型准备
课程二目标：
课程二培训，你将： 学习使用工具修改理想化模型的几何体 学习使用工具修改理想化模型的几何特征 学习使用各种几何体清理工具来简化模型 学习使用模型修复工具自动修复几何模型 学习使用建模功能来纠正几何模型
提取中心面
使用提取中心面
，
对一个薄壁实体的两个相
对面的中心提取一个连续
面的特征来简化一个薄壁
几何体理想化
几何体理想化的工具
• 理想化几何体 • 特征消除几何体
• 分割体
• 提取中心面 • 缝合 • 分割面
几何体理想化
理想化几何体
使用理想化几何体 从一个实体或者实体上的 一个区域里移出某个特征 ，比如模型上小的面、孔 或者倒圆，
这些小几何特征的模型， 尽管它是实际存在的，但 是将导致单元数量的额外 增加，甚至会产生不理想 的单元形状，影响网格化 分的质量。
操作： 选择面
几何体理想化
分割体
使用分割体
命令来
分割选择的实体。
在为复杂的网格划分做准 备的时候，该功能特别有 用，这有助于将几何体分 割成更小、更简单和更易 于处理的几何题，以便于 特定区域的网格划分，便 于用户划分出更好的网格
操作：
几何体理想化
分割体
实体
方向
建立基准面
预览不能扫 描的实体
几何体理想化
有限元模型文件
有限元模型文件
有限元模型文件后缀名.fem，通常 是主模型文件名加上_fem#.fem 例如：plate_fem1.fem 包含网格划分（节点和单元）、物 理属性和材料属性 可以使用模型整理工具修改几何
解算文件
解算文件
解算文件后缀名.sim，通常是主模 型文件名加上_sim#.sim 例如：plate_sim1.sim 包含解算方案的建立、载荷及约束 、解算参数控制及输出目的等