UG有限元分析教程
ug有限元分析教程
ug有限元分析教程有限元分析是一种数值计算方法，用于求解工程结构或物理问题的数学模型。
它将连续的解析问题离散化成有限数量的子域，并在每个子域上进行数值计算，最终得到整个问题的解。
本教程将介绍有限元分析的基本原理和应用方法。
1. 有限元网格的生成有限元分析的第一步是生成适合问题的有限元网格。
网格是由许多小的单元组成，如三角形、四边形或六边形。
生成网格的方法有很多种，如三角剖分、矩形划分和自适应网格等。
2. 定义有限元模型在定义有限元模型时，需要确定问题的几何形状、边界条件和材料性质。
几何形状可以通过几何构造方法来描述，边界条件包括固支、力和热边界条件等。
材料性质可以通过弹性模量、热传导系数和热膨胀系数等参数来描述。
3. 选择合适的有限元类型根据具体的问题，选择合适的有限元类型。
常见的有限元类型包括一维线性元、二维三角形单元和二维四边形单元等。
使用不同的有限元类型可以更好地逼近实际问题的解。
4. 构造有限元方程有限元分析的核心是构造线性方程组。
根据平衡方程和边界条件，将整个问题离散化为有限个子问题，每个子问题对应于一个单元。
然后，根据单元间的连续性，将所有子问题组合成一个总的方程组。
5. 解算有限元方程通过求解线性方程组，可以得到问题的解。
求解线性方程组可以使用直接方法或迭代方法。
常见的直接方法包括高斯消元法和LU分解法，迭代方法包括雅可比迭代法和共轭梯度法等。
6. 后处理结果在求解得到问题的解后，可以进行后处理结果。
后处理包括计算力、应变和位移等物理量，以及绘制图表和动画。
有限元分析是一种强大的数值方法，广泛应用于结构力学、流体力学、热传导和电磁场等领域。
它在解决复杂问题和优化结构设计方面发挥着重要作用。
通过学习有限元分析，您可以更好地理解结构的行为，并提高工程设计的准确性和效率。
UG有限元分析第12章
UG有限元分析第12章第12章：有限元分析在结构密集度设计中的应用导言：有限元分析是一种基于离散化方法的数值分析技术，可以用于求解结构力学问题。
它已经成为现代工程设计的重要工具之一、本章将研究有限元分析在结构密集度设计中的应用，以及相关的优化算法。
1.结构密集度设计的概念和要求结构密集度设计是指通过优化设计，将结构尺寸和重量最小化的设计方法。
在工程实践中，通常需要同时考虑结构的强度、刚度、稳定性和减震等因素。
有限元分析为结构密集度设计提供了一种有效的数值分析方法。
2.有限元模型的建立在进行有限元分析之前，首先需要建立结构的有限元模型。
有限元模型的建立包括网格划分、单元类型的选择和边界条件的设定等步骤。
在结构密集度设计中，需要使用合适的单元类型和足够的网格密度来保证分析结果的准确性。
3.结构的优化设计在有限元分析的基础上，可以进行结构的优化设计，以实现结构密集度的最小化。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法和模拟退火算法等。
这些算法可以通过调整结构的参数，如尺寸、形状和材料等，来实现结构的优化设计。
4.结构密集度设计的应用案例本章还将介绍几个结构密集度设计的应用案例，包括飞机机翼、汽车车身和桥梁等结构的优化设计。
这些案例将展示有限元分析在结构密集度设计中的应用效果，并讨论其对结构性能和重量的影响。
5.研究进展和展望最后，本章将总结有限元分析在结构密集度设计中的应用，并对未来的研究方向进行展望。
随着计算机技术的不断发展和优化算法的改进，有限元分析在结构密集度设计中的应用将变得更加广泛和深入。
总结：有限元分析在结构密集度设计中发挥了重要作用。
通过建立合适的有限元模型和使用优化算法，可以实现结构的最优设计和重量的最小化。
未来的研究还应该关注如何进一步提高有限元分析的准确性和效率，以及如何将其与其他优化技术相结合，为工程实践提供更好的解决方案。
UG有限元的分析第5章
5.4 操作步骤
1. 结构静力学分析操作步骤 创建有限元模型 创建仿真模型 求解及其解算参数的设置 2.单个载荷变量疲劳分析的操作创建 工况1的疲劳分析解算方案 查看疲劳分析结果 创建工况2的疲劳分析解算方案并查看分析结果 查看工况2的疲劳分析结果
调整过颜色的疲劳 寿命分析结果
结构疲劳 损伤云图
疲劳安全系数 的分析结果
强度安全系 数显示结果
（5）退出后处理模式
单击工具栏中的【返回到模型】命令，退出【后处理导航器】窗口，单击工具栏中的 【保存】命令，完成此次计算任务的操作。
本实例叶轮叶片模型中静力学解算结果、2种转速工况下的疲劳寿命分析输出结果的显 示，请参考随书光盘Book_CD\Part\Part_CAE_Finish\Ch05_Impeller\文件夹中 相关文件，操作过程的演示请参考随书光盘文件Book_CD\AVI\Ch05_ Impeller_AVI。
2）查看工况2中Von-Mises应力云图
按照上述的方法选择【Subcase - Static Loads 2】并展开【应力-单元节点 的】，双击【Von-Mises】节点，并结合其他操作，即可查看相应的应力云 图。
工况2中VonMises应力云 图。
3）退出【后处理】显示模式
单击工具栏中的【返回到模型】命令，退出【后处理导航器】窗口，完成此次 计算任务的操作。以上述2种工况计算的Von-Mises应力和应变作为名义值参 与后续的疲劳分析计算，下面开始对结构进行疲劳寿命的计算和分析。
相应节点
2）【疲劳寿命-单元节点】下面的【标量】云图
UG有限元分析教程
UG有限元分析教程有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种计算方法，用于求解连续介质力学问题。
UG作为一款常用的三维CAD软件，也提供了相应的有限元分析功能，下面将介绍UG有限元分析的基本流程和步骤。
首先，建立几何模型是有限元分析的第一步。
在UG中，可以通过绘制线与曲线、创建体与表面等操作，构建出所需的几何形状。
在建模过程中，需要注意几何模型的准确性和合理性，以保证模拟结果的可靠性。
然后，进行网格划分。
有限元分析将几何模型离散化为多个小单元，每个小单元称为网格，通过将整个模型划分为有限个网格单元，可以更容易地对模型进行数值计算。
在UG中，可以选择不同的网格划分算法和参数设置，以求得较为合适的网格划分结果。
接下来，定义边界条件和加载条件。
在有限元分析中，需要对模型的边界进行约束和加载，以模拟真实的工程环境。
在UG中，可以通过选择特定面或边进行边界条件设置，例如固定边界条件、约束边界条件等。
同时，还可以对特定面或边进行加载条件设置，如施加力、施加压力等。
完成边界条件和加载条件的定义后，即可进行求解。
在UG中，可以通过调用有限元分析求解器进行计算。
求解过程中，UG会对模型进行离散化计算，并得到相应的应力、应变等结果。
求解的时间长短与模型的复杂性、计算机性能等因素有关。
最后，进行后处理。
在有限元分析中，后处理是对求解结果的分析和可视化。
UG提供了丰富的后处理工具，可以对应力、应变等结果进行图形显示和数据分析，并以形式化报告的形式输出结果。
总结而言，UG有限元分析是一项强大的工程分析工具，可以帮助工程师解决各种复杂的力学问题。
通过建立几何模型、网格划分、定义边界条件和加载条件、求解和后处理，可以得到模型的应力、应变等结果，以指导后续的工程设计和优化工作。
UG有限元分析步骤精选整理.doc
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1. 准备模型：首先，在UG中绘制需要分析的零件或装配体的3D模型。
确保模型的几何尺寸和材料等参数设置正确。
2. 网格划分：将模型分割成许多小单元，称为网格单元。
这些单元的大小和形状应
该足够小和简单，以便于计算程序的处理。
3. 材料属性定义：为每个网格单元定义材料性质。
这些属性包括弹性模量、泊松比、密度等。
4. 约束条件设置：定义所有约束条件，如边界约束、支撑条件等。
这些条件对应于
被分析部件的实际使用场景。
5. 载荷应用：将载荷应用于模型。
这些载荷可以是静态或动态载荷、温度载荷等，
也可以模拟外部力或压力。
6. 求解模型：选定求解器，使用许多数学方法解决数学方程，以有效地计算应力、
应变和变形等设计参数。
7. 结果分析：对有限元分析的各个方面进行评估和评估，检查计算的准确性和可靠性。
这些结果可以用于优化设计，以改进零件或装配体的性能。
8. 优化设计：如果有必要，使用有限元分析的结果来重新设计零件或装配体，并在
再次进行分析前进行修改。
总之，UG有限元分析是一种重要的工具，用于设计和生产过程中的性能优化和验证。
这个步骤需要正确的建模和分析，以确保计算是精确和可靠的。
UG有限元分析教程
UG有限元分析教程有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程设计和数值计算的方法，通过将复杂结构分割为许多简单的有限元单元，然后通过建立有限元模型，进行数值计算，最终得到结构的力学响应。
本文将向大家介绍UG有限元分析教程。
UG是一种集成的CAD/CAM/CAE软件，具有功能强大且广泛应用的特点。
UG有限元分析是UG软件中的一个功能模块，它可用于进行各种结构的有限元分析，例如静态分析、动态分析、热传导分析等。
2.有限元网格划分：将结构几何模型划分为许多有限元单元，每个单元由节点和单元单元构成。
UG提供了自动网格划分工具，用户可以选择合适的网格密度和单元类型。
3.材料属性定义：为结构的各个部分定义材料属性，包括杨氏模量、泊松比、密度等。
用户可以根据实际情况选择合适的材料模型。
4.边界条件和加载：为结构的边界和加载部分定义边界条件和加载，包括支撑约束、力、压力等。
用户可以根据实际情况选择合适的加载方式。
5.求解：通过对有限元模型进行离散化和求解，得到结构的力学响应。
UG提供了高效的求解器和迭代算法，可以快速求解大规模的有限元模型。
6.结果后处理：对求解结果进行后处理，包括位移、应力、应变等的分析和可视化。
UG提供了丰富的后处理工具，用户可以生成各种工程报表和图形。
UG有限元分析教程提供了详细的步骤和示例，帮助用户快速学习和掌握UG有限元分析的基本方法和技巧。
课程内容包括UG软件的基本操作、几何建模、有限元网格划分、材料属性定义、边界条件和加载的设定、求解器和后处理工具的使用等。
学习UG有限元分析需要一定的工程基础和计算机技巧，但是通过系统的学习和实践，任何人都可以掌握这一方法，并在工程设计和研究中应用它。
总之，UG有限元分析教程提供了全面的学习资料和实例，帮助用户了解和掌握UG有限元分析的基本理论和应用方法，为工程设计和研究提供了有力的工具和支持。
UG有限元分析第13章
UG有限元分析第13章第13章：UG有限元分析有限元分析是一种机械结构设计及性能验证常用的方法。
在UG软件中，有限元分析功能强大且易于使用，可以帮助工程师快速准确地进行结构分析和优化设计。
UG软件提供了一系列有限元分析工具，包括网格划分、边界条件设置、加载设置、求解器选择、结果后处理等。
在进行有限元分析之前，需要对待分析的几何模型进行前期准备工作，如几何建模、材料属性设置、连接与约束等。
首先，需要将待分析的几何模型进行网格划分。
网格划分过程将几何模型划分为网格单元，网格单元之间的节点用于传递力和位移等信息。
UG 软件提供了自动网格划分工具，可以根据用户定义的网格密度进行自动划分，也可以手动划分网格。
然后，需要设置几何模型的边界条件。
边界条件包括固定边界、加载边界等。
固定边界是指模型的一些部分被固定不能发生位移，如模型的基座或支撑结构。
加载边界是指对模型施加的力或位移，如载荷、边界条件等。
UG软件提供了丰富的边界条件设置工具，可以满足不同类型的加载要求。
接下来，需要设置加载条件。
加载条件包括静力加载、动力加载、温度加载等。
静力加载通常用于模拟静态载荷的情况，如用户施加的力或重力加载。
动力加载通常用于模拟动态载荷的情况，如机械振动或冲击等。
UG软件提供了多种加载条件设置工具，可以满足不同类型的加载要求。
然后，需要选择适当的求解器进行求解。
求解器是用于求解有限元模型的核心算法，能够得到模型的力和位移等结果。
UG软件提供了多种求解器选择工具，如静力分析求解器、动力分析求解器等。
根据具体分析需求，选择适合的求解器进行求解。
最后，需要进行结果后处理。
结果后处理是指对求解得到的结果进行分析和展示。
UG软件提供了丰富的结果后处理工具，可以进行应力、应变、位移等结果的查看和分析。
同时，UG软件还支持结果导出和报告生成等功能，方便用户进行结果分析和报告编制。
通过以上步骤，UG软件可以帮助工程师进行结构的有限元分析，并提供准确可靠的结果。
UG有限元分析步骤精选整理
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UG有限元分析-大致步骤
一、打开一实体零件：
二、点击开始，选择“设计仿真”
三、点设计仿真后会自动跳出“新建FEM和仿真”窗口，点击“确定”
四、确定新建FEM和仿真后，会自动跳出“新建解决方案”窗口，点击“确定”
五、指派材料，点击零件，选择所需要指派的材料，点击“确定”，本例为steel
六、生成网格，以3D四面网格为例：选择网格-输入网格参数，单元大小
七、固定约束，选择所需要约束的面，本例的两个孔为固定约束
八、作用载荷，选择作用力的面，输入压力的大小，本例按单位面积的承压
九、求解，选择求解命令，点击确定
十、求解运算，系统会自动运算，显示作业已完成时，可以关闭监视器窗口
十一、导入求解结果，选择文件所在的路径，结果文件为 .op2, 点击确定
十二、查看有限元分析结果：
十三、编辑注释，可以显示相关参数：
十四、动画播放，点击动画播放按键，可以设置动态播放速度的快慢。
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第1章高级仿真入门在本章中，将学习：∙高级仿真的功能。
∙由高级仿真使用的文件。
∙使用高级仿真的基本工作流程。
∙创建FEM和仿真文件。
∙用在仿真导航器中的文件。
∙在高级仿真中有限元分析工作的流程。
1.1综述UG NX4高级仿真是一个综合性的有限元建模和结果可视化的产品，旨在满足设计工程师与分析师的需要。
高级仿真包括一整套前处理和后处理工具，并支持广泛的产品性能评估解法。
图1-1所示为一连杆分析实例。
图1-1连杆分析实例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，如果结构仿真中创建网格或解法，则指定将要用于解算模型的解算器和要执行的分析类型。
本软件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，还可以求解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。
高级仿真提供基本设计仿真中需要的所有功能，并支持高级分析流程的众多其他功能。
∙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有限元（FE）模型。
这些数据结构还允许分析师轻松地共享FE数据去执行多种类型分析。
UG NX4高级仿真培训教程2∙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。
结构仿真支持完整的单元类型（1D、2D和3D）。
另外，结构级仿真使分析师能够控制特定网格公差。
例如，这些公差控制着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简化工具，使分析师能够根据其分析需要来量身定制CAD几何体。
例如，分析师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传热解算器和NX流体解算器。
NX传热解算器是一种完全集成的有限差分解算器。
它允许热工程师预测承受热载荷系统中的热流和温度。
NX流体解算器是一种计算流体动力学（CFD）解算器。
它允许分析师执行稳态、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，也可以使用NX传热和NX流体一起执行耦合传热/流体分析。
1.2仿真文件结构当向前通过高级仿真工作流时，将利用4个分离并关联的文件去存储信息。
要在高级仿真中高效地工作，需要了解哪些数据存储在哪个文件中，以及在创建那些数据时哪个文件必须是激活的工作部件。
这4个文件平行于仿真过程，如图1-2所示。
图1-2仿真文件结构设计部件文件的理想化复制当一个理想化部件文件被建立时，默认有一.prt扩展名，fem#_i是对部件名的附加。
例如，如果原部件是plate.prt，一个理想化部件被命名为plate_fem1_i.prt。
一个理想化部件是原设计部件的一个相关复制，可以修改它。
理想化工具让用户利用理想化部件对主模型的设计特征做改变。
不修改主模型部件，第1章高级仿真入门3而按需要在理想化部件上执行几何体理想化。
例如，可以移去和抑制特征，如在分析中被忽略的小的几何细节。
对同一原设计部件文件的不同类型分析可以使用多个理想化文件。
仿真文件当建立一仿真文件时，默认一个仿真文件有一.sim扩展名，_sim#是对部件名的附加。
例如，如果原部件是plate.prt，一个仿真文件被命名为plate_sim1.sim。
仿真文件含有所有仿真数据，如解答、解算设置、载荷、约束、单元相关的数据、物理特性和压制，可以对文件建立许多关联到同一FEM的仿真文件。
当执行多个分析类型时，4个分离的文件提供灵活性。
如果允许更新，4个文件是关连的。
1.3高级仿真工作流程在开始一个分析前，应该对试图求解的问题有一彻底了解。
应该知道将利用哪个求解器，正在执行什么类型的分析和需要什么类型的解决方案。
下列简要摘录了在结构仿真中通用的工作流程。
（1）在NX中，打开一部件文件。
（2）启动高级仿真应用。
为FEM和仿真文件规定默认求解器（设置环境，或语言）。
注意：也可以选择先建立FEM文件，然后再建立仿真文件。
（3）建立一解决方案。
选择求解器（如NX Nastran）、分析类型（如Structural）和解决方案类型（如Linear Statics）。
（4）如果需要，理想化部件几何体。
一旦使理想化部件激活，可以移去不需要的细节，如孔或圆角，分隔几何体准备实体网格划分或建立中面。
（5）使FEM文件激活，网格划分几何体。
首先利用系统默认自动地网格化几何体。
在许多情况下系统默认提供一好的高质量的网格，可无须修改使用。
UG NX4高级仿真培训教程4（6）检查网格质量。
如果需要，可以用进一步理想化部件几何体细化网格，此外在FEM中可以利用简化工具，消除当网格划分模型时由CAD几何体可能引起的不希望结果的问题。
（7）应用一材料到网格。
（8）当对网格满意时，使仿真文件激活、作用载荷与约束到模型。
（9）求解模型。
（10）在后处理中考察结果。
1.4仿真导航器仿真导航器（Simulation Navigator）提供在一树状结构中，一个观察和操纵一CAE分析的不同文件和组元的图形方法。
每一个文件和组元被显示为在树中的一分离节点，如图1-3所示。
在仿真导航器中提供了直接存取直通快捷菜单。
可以在仿真导航器中直接执行大多数操作，代替使用图标或命令。
例如，建立一新的求解定义，可以把载荷和约束从一容器拖到仿真导航器的另一个中。
图1-3仿真导航器第1章高级仿真入门5 1.4.1真导节在仿航器中的点仿真导航器的顶部面板列出显示文件的内容。
如图1-4所示为在一个顶级仿真文件内的容器例子。
选中复选框可以控制项目的显示。
图1-4仿真导航器中的各种节点表1-1所示的是仿真导航器中各种节点的高级综述。
表1-1仿真导航器节点描述图标节点名节点描述FEM 含有所有网格数据、物理特性、材料数据和多边形几何体。
FEM 文件总是相关到理想化。
可以关联多个FEM文件到一单个理想化部件主模型部件当主模型部件是工作部件时，在主模型部件节点上右击建立一新的FEM或显示已有的理想化部件多边形几何体含有多边形几何体（多边形体、表面和边缘）。
一旦网格化有限元模型，任何进一步几何体提取发生在多边形几何体上，而不是在理想化或主模型部件上UG NX4高级仿真培训教程6续表图标节点名节点描述1D网格含有所有一维（1D）网格3D网格含有所有三维（3D）网格载荷容器含有指定到当前仿真文件的载荷。
在一解决方案容器内，载荷容器（Load Container）含有指定到给件子工况的载荷解决方案含有解决方案对象、载荷、约束和对解决方案的子工况结果含有从一求解得来的任一结果。
在后置处理器中，可以打开结果节点，并利用在仿真导航器内的可见复选框去控制各种结果组的显示1.4.2真视图仿文件仿真文件视图是一个特殊浏览器窗口，存在于仿真导航器中。
该窗口：∙显示所有已加载的部件，以及这些部件到主模型部件层次关系中的所有FEM和仿真文件。
∙允许轻松更改显示的部件，方法是双击要显示的部件。
如果某一实体正在显示，图标则显示为彩色，且名称会高亮显示。
如果某一实体不在显示，图标则变灰。
∙允许在任何设计或理想化部件上创建新的FEM和仿真文件，而不必首先显示部件。
仿真文件视图如图1-5所示。
第1章高级仿真入门7图1-5仿真文件视图1.5练习在本练习中利用一三维实体网格，分析一个连接杆部件，了解高级仿真工作流程，并学习：∙打开部件及建立FEM和仿真文件。
∙在网格化前理想化几何体。
∙网格化部件。
∙为网格定义一材料。
∙作用载荷和约束到部件。
∙求解模型。
∙观察分析结果。
第1步打开部件，启动高级仿真∙在NX中，打开rod.prt部件，如图1-6所示。
∙启动Advanced Simulation应用。
选择Start→All Applications→Advanced Simulation。
∙在资源条上，单击Simulation Navigator图标保持仿真导航器打开。
∙在仿真导航器中，右击rod.prt并选择New FEM and Simulation。
如图1-7所示，New FEM and Simulation对话框列出3个已自动建立的新文件。
DefaultUG NX4高级仿真培训教程8Language下NX NASTRAN为求解器，Analysis Type选择Structural。
图1-6rod.prt图1-7New FEM and Simulation对话框∙单击New FEM and Simulation对话框中的OK按钮。
出现Create Solution对话框，如图1-8所示，默认Solver是NX NASTRAN。
∙单击Create Solution对话框中的OK按钮。
Simulation Navigator显示Simulation和FEM文件，如图1-9所示。
图1-8Create Solution对话框图1-9仿真导航器第2步理想化几何体对此练习，某些设计特征可以从部件移去，因为它们对分析是不重要的。
∙在Simulation Navigator中，如果Simulation File View是被折叠，单击Simulation File第1章高级仿真入门9View条打开它。
∙双击rod_fem1_i。
提示：也可以选择文件名，右击并选择Make Displayed Part。
理想化的部件现在在仿真导航器中被激活。
∙在Advanced Simulation工具栏中，单击Idealize Geometry图标。
∙随Idealize对话框打开，选择部件。
∙选中Holes复选框。
注意：设置直径到10，两个螺栓孔被亮显，因为每一个直径小于或等于10mm。
∙单击OK按钮。
孔从理想化部件被移去，如图1-10所示。
图1-10理想化部件∙单击Save图标，存储激活的文件。
第3步划分部件网格为了划分部件网格，首先需要使FEM文件激活。
∙在Simulation File View中，双击rod_fem1。
FEM文件被激活并列在仿真导航器的顶部。
∙在Advanced Simulation工具栏上，单击3DTetrahedral Mesh图标UG NX4高级仿真培训教程10图1-11网格化部件图1-12网格节点∙单击Save图标，存储FEM文件。
第4步为网格定义一材料∙在Advanced Simulation工具栏上，单击Material Properties图标。
提示：也可以选择Tools→Material Properties。
∙在Materials对话框中，单击Library图标中的箭头，然后单击Bearing图标第1章高级仿真入门11图1-13关断3D网格显示注意：也可以利用Simulation Navigator，在激活的解决方案（Solution1）中，右击Loads，并选择New Load→Bearing去建立载荷。