UG有限元分析第6章
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 NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第6章
单击【创建】
单击【确定】
4)网格属性定义
单击工具栏中的【网格收集器（俗称为：网格属性定义）】图标，弹出【网格捕集器】 对话框
单击【确定】
5)划分有限元模型网格
单击工具栏中的【3D四面体网格】图标，弹出【3D四面体网格】对话框；
设置 相关 参数
单击确定
网格划分 示意图
6）分析单元质量
2）平滑绘图设置
右键单击【云图绘图】中【Post View1】，选择【设置结果】，弹出如图所示的【平滑 绘图】对话框，在【坐标系】下拉菜单中选择【整体（全局）圆柱坐标系】，默认其他 选项参数，单击【确定】按钮，将后处理中模型的坐标系调整为全局圆柱坐标系
本实例在给定过盈配合量的基础上，分析在行星轮上施加的扭矩对接触压力、应 力分布状态的影响，从而为行星轮系统实施过盈联接提供理论和数据支撑。
行星轮系统实 物模型
行星轮结构模型
工况条件
行星轮及行星架都采用Iron_40材料 行星轮与行星架使用过盈装配工艺，过盈量为0.082mm，作用在三个行星轮外圆面
设置相关参数
单击确定
2）定义材料属性
单击工具栏中的【材料属性】图标， 弹出【指定材料】对话框，在图形窗 口选中行星轮系统的4个几何模型，选 择【材料列表】框中【库材料】中的 【Iron_40】； 设置相关参数
单击确定
3)创建物理属性
单击工具栏中的【物理属性】图标，弹出【物理属性表管理器】对话框
划好网格单元后，在仿真导航器窗口中出现4个部件网格体节点。在窗口菜单中选择 【单元质量】命令，出现如图所示的【单元质量】检查窗口
新增网 格节点
选择 对象
单击 命令
（1）创建仿真模型
基于UG的加强板模具设计及有限元分析
次翻边成型过程中：极限翻边系数：预冲孔直径：：最大翻边高度：120YAN JIUJIAN SHE与下模座的接触面相固定。
根据凸模、凹模、挡墙及压料板的尺寸大小及装配后所需要的具体情况，我设计出下模座的长为400mm，宽度为250mm，高度为50mm。
为了上、下模座的配合运动，导向装置不可缺少，即在下模座的一侧留有一对直径为32mm 的孔洞作为导柱的安装位置。
下模座的设计用到了绘制草图、拉伸、腔体、求和、求差等命令。
与下模座的设计类似，运用拉伸等基本操作完成实体设计后，还需要设计出上模座导套的位置。
即在与下模座对应的同一侧，在相同的轴线上做出直径为38mm 的孔洞。
本模具的结构有上模座、凸模、凹模、顶出器、挡料块、下模座、定位销、导柱、导套等，在各个零件设计完成后，就要进行装配工作。
通过菜单工具栏中的装配工具，对所选用的零件进行装配，并对其位置关系逐一进行约束，各部件在经过装配之后被装配成一个具有相对约束的整体，可进行与本文相关的翻边工序加工。
为了更好的观察零件之间的相对关系，我们对该装配进行爆炸图制作。
我们选择装配-爆炸图-编辑爆炸图，然后选择自动爆炸。
但是由于自动爆炸产生的爆炸图不太利于观看，需要对其进行手动编辑，即编辑爆炸图。
三、UG 运动仿真典型步骤如下：首先将要分析的装配图导入运动仿真模块，确定以及分析所需的连杆，再建立连杆之间的运动副，然后定义整个机构承受的载荷，然后进行机构的运动仿真，从中得出所分析的运动副处的位移、速度、加速度及力的数值及特性曲线，为下一步做有限元分析或作强度分析、结构设计、优化设计打下了基础。
首先，我们打开软件，将所做的装配体导入UG 中，然后选择开始-运动仿真，在运动导航器中新建一个仿真。
下模座以及与它固定连接的翻边凹模、限位块和导柱在整个翻边模具的运动过程中都是固定不动的，没有任何的位移变化，所以选中它们设置为连杆L001，即固定连杆。
固定连杆L001确定之后，我们开始确定由压料块和三个定位销工作组合的动连杆L002。
UG有限元分析第6章
在【仿真导航器】窗口分级树中，单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的 【克隆】命令，单击出现的【Copy of Solution 1】节点，右键单击弹出的【重命名】 命令，修改为【Solution 2】，注意该节点呈现蓝颜色，说明它处于激活和可操作状 态，同时它的解算设置参数和【Solution 1】相一致的。
6.4 操作步骤
6.4.1 过盈量大小对接触性能的 6.4.2 过盈状态下扭矩载荷对行
影响
创建有限元模型 创建仿真模型
星轮系统性能的影响
克隆解算方案 施加扭矩载荷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
过盈接触面对的定义
施加边界条件 求解及其接触参数的设置
求解
后处理结果查看
接触结果的查看
6.4.1 过盈量大小对接触性能的影响
行星轮系统整体接 触压力结果
行星轮接触压 力分析结果
4）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，完成此次计算任务和初步评估的操作。 本实例以锥形涨套联接为对象，其他的显示模式和显示结果请参考随书光盘 Book_CD\Part \Part_CAE_Finish\ Ch06_Planet Gear \文件夹中相关 文件，操作过程的演示请参考影像文件Book_CD\AVI\ Ch06_Planet Gear _AVI。
（2）施加扭矩载荷
1）单击【Solution 2】节点下面的【Subcase-Static Loads 1】子节点，右键单击 弹出的【激活】命令，注意到【Subcase-Static Loads 1】节点显示为蓝颜色，说明 可以对该选项进行操作。 单击【Subcase-Static Loads 1】节点下面的【载荷】子节点，右键单击弹出的【新 建载荷】选项，再单击弹出的【扭矩】命令，如图所示；
UG有限元分析教程
UG有限元分析教程第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。
UG有限元分析学习(报告)
基于ＵＧ的机械优化设计专业：机械设计制造及其自动化班级：机械1083班学号：201013090312学生姓名：谢铮指导教师：彭浩舸2013年6 月13 日基于ＵＧ的机械优化设计通过U G对机械零件进行初步建模, 然后根据实际情况把设计模拟成有限元模型, 最后用结构分析模块对其进行优化设计, 既可减少产品的设计周期, 又节约了生产成本, 提高了企业的竞争力。
本课程我们主要对机械运动仿真和有限元分析技术概念、和有限元分析软件使用过程有所了解，以及对UG机械运动仿真和有限元分析使用案例进行分析，更多是需要我们课后的自主学习！下面是学生谢铮对这本课程的理解和认识。
一、机械运动仿真1.1机械运动仿真的概念机械运动仿真是指对于某个待研究的系统模型建立其仿真模型，进而在计算机上对该仿真模型研究的过程。
所以机械运动仿真是通过对系统模型的实验去研究一个真实的系统。
1.2机械运动仿真的应用机械运动仿真作业一门新兴的高科技技术，在制造业产品设计和制造，尤其在航空、航天、国防及其他大规模复杂系统的研制开发过程中，一直是不可缺少的工具，它在减少损失、节约经费、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥了巨大的作用。
在从产品的设计、制造到测试维护的整个生命周期中，机械放着技术贯穿始末。
1.3 一般操作流程及说明⑴建模和装配及了解其工作原理。
⑵建立运动仿真环境。
⑶定义连杆。
⑷定义运动副，其操作分为三步：a)选择运动副要约束的连杆。
b)确定运动副的原点。
c)确定运动副的方向。
⑸定义运动驱动，运动驱动是赋在运动副上控制运动的运动副参数。
⑹仿真解算。
⑺仿真的结果的输出与后处理。
主要是运动分析结果的数据输出和表格、变化曲线输出，进行人为的机构的运动特性分析二、有限元分析技术2.1有限元分析的概念有限元分析是应用有限元法辅助产品设计开发，提高产品的可靠性。
有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法，将研究对象离散成有限个单元体，单元之间仅在节点处相连接，通过分析得到一组代数的方法，进而求得近似解。
UG有限元分析第2章
UG有限元分析第2章有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种通过将实际结构或系统划分为有限个离散单元，然后用数学计算方法进行模拟和求解的工程分析方法。
有限元法是一种基于力学和数学基本原理的数值方法，适用于各种不同材料和几何形状的结构和系统。
在有限元分析中，首先需要对实际结构或系统进行离散化，将其划分为有限个离散单元，这些单元可以是三角形、四边形、六边形、棱柱或四面体等。
每个单元内部的变量通过插值函数进行逼近，然后通过数学方法求解得到整体结构或系统的响应。
有限元分析的基本步骤如下：1.建立几何模型：根据实际结构或系统的几何形状和尺寸，使用CAD软件或其他建模工具建立几何模型。
2.确定材料属性：根据实际结构或系统的材料性质，确定相应的材料属性，如弹性模量、泊松比和密度等。
3.网格划分：将几何模型离散为有限个离散单元，确定每个单元的形状和大小，常用的划分方法包括四边形单元、三角形单元和四面体单元等。
4.建立单元方程：根据单元的几何形状和材料属性，建立每个单元内部各个节点的本地坐标系，然后根据力学基本原理，建立每个单元的刚度矩阵和质量矩阵。
5.组装全局方程：将各个单元的刚度矩阵和质量矩阵按照节点编号的顺序组装成整体结构或系统的刚度矩阵和质量矩阵，并考虑边界条件的约束。
6.施加边界条件：根据实际情况，施加边界条件，如固支约束或力的施加等。
7.求解方程：通过求解线性或非线性方程组，得到结构或系统的位移响应、应力分布、变形情况和模态分析结果等。
8.后处理：对计算结果进行分析和评价，如应力云图、最大变形和动力响应等。
有限元分析为工程设计和科学研究提供了一种有效的工具，可以进行结构优化、故障分析和设计验证等工作，同时也可以降低试验成本和加速产品开发进程。
然而，有限元分析也有其局限性，如模型假设和计算误差等问题，因此在实际应用中需要合理选择有限元模型和进行验证。
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UG有限元分析第6章
热传导问题是指在不同温度的物体之间，由于温度差引起的热量传递现象。
其基本方程为热传导方程，即Fourier定律。
热传导问题的求解需要确定物体的温度分布以及热通量。
在确定温度分布时，需要考虑边界条件，包括温度边界条件和热通量边界条件。
本章详细介绍了这些基本方程和边界条件，并引入了标量场和标量场描述方法。
针对热传导问题的离散化方法是有限元方法。
有限元方法将物体划分为若干个小单元，并在每个小单元内近似求解。
本章详细介绍了有限元方法的基本思想和步骤。
首先需要建立有限元模型，确定离散化的小单元形状和尺寸。
然后，根据有限元方法的离散化原理，将热传导问题离散化为一个线性代数方程组。
最后，通过求解线性代数方程组，得到物体的温度分布。
在有限元分析的过程中，还需要进行一些计算和处理。
本章详细介绍了有限元分析中常用的计算和处理方法。
其中包括矩阵形式的方程组和有限元的组装方法。
此外，本章还介绍了一些有限元分析的数值方法，如迭代法和加速技术。
最后，本章通过一个具体的案例进行了实际的有限元分析。
案例中考虑了一个简单的热传导问题，通过建立有限元模型、离散化、求解线性代数方程组等步骤，最终得到了物体的温度分布。
总之，UG有限元分析第6章主要介绍了基于有限元方法进行热传导问题求解的原理和方法。
通过本章的学习，读者可以了解到热传导问题的基本方程和边界条件，以及有限元方法的基本思想和步骤。
同时，通过案例的实际操作，读者可以更好地理解和应用有限元分析方法。