UG NXCAE有限元分析
ug有限元分析
UG有限元分析什么是有限元分析有限元分析（FEA）是一种计算机辅助工程（CAE）方法，用于解决复杂工程问题。
它通过将结构或物体离散化为有限数量的子区域（有限元），并在每个子区域内确定适当的物理模型，从而近似求解连续结构中的应力、位移和其他物理特性。
有限元分析广泛应用于工程设计、结构分析、强度校核等领域。
UG(Unigraphics)是一款由西门子公司开发的集成化CAD/CAM/CAE软件。
它具有强大的建模和模拟功能，提供了一套完整的有限元分析工具，用于分析产品设计在各种载荷下的行为和性能。
UG有限元分析模块以其高度精确的计算结果和先进的求解算法而受到广泛的认可和应用。
UG有限元分析的优势1. 稳定性和准确性UG有限元分析采用了现代化的数值计算方法和稳定的数学模型，确保结果的准确性和可靠性。
它能够捕捉复杂结构的精细细节，并提供准确的应力和位移预测，帮助工程师做出准确的决策和优化设计。
2. 模拟功能的丰富性UG提供了丰富的分析类型和功能选项，使工程师能够模拟各种不同条件下的结构行为。
它支持静态分析、动态分析、热分析、疲劳分析等多种分析类型，以及多种材料模型和加载条件的设置，可满足不同工程需求的模拟分析。
3. 建模和后处理的高效性UG具有强大的建模工具和用户友好的界面，使建模过程变得高效和便捷。
用户可以通过简单的操作创建复杂的几何模型，并将其转化为有限元模型。
后处理工具提供了丰富的结果显示和分析功能，可对分析结果进行可视化处理，便于工程师对结果的理解和评估。
4. 与其他模块的集成性作为一款集成化的软件，UG有限元分析模块与UG其他模块（如CAD和CAM）的紧密集成，提供了全面的产品设计和工程分析解决方案。
它可以自动获取CAD模型的几何和材料信息，并将分析结果应用于后续的产品开发和制造过程中。
UG有限元分析的应用UG有限元分析在各个行业和领域都有广泛的应用，以下是一些典型的应用场景：1. 结构分析UG可以帮助工程师进行结构强度和刚度分析，对结构的载荷和约束条件进行预测和评估。
UGNX有限元分析入门-专题典型实例
（3）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四面体网格意图
单击确定
1）分析单元质量
o 单击工具栏中的【单元质量】图标，弹出【单元质量】对话框：
设置 相关 参数
（4）创建仿真模型
o 在【仿真导航器】窗口分级树中，右键单击【Diaolan_fem1.fem】节点， 找到【显示仿真】单击选择【Diaolan_sim1.sim】节点，进入仿真模型操 作环境。
创建轴类零件整模型的仿真模型中，划分网格和约束条件定义时宜采用 【圆柱坐标系】，对应在后处理查看结果时必须切换为【圆柱坐标系】， 这也适用于其他轴类、盘套类等对称零件分析结果的查看。
为了说明轴对称分析类型在减少计算规模上具有的优势，本实例还对整 个3D实体模型进行网格划分的方法进行操作和比较，计算后的位移云图 和应力云图分别如下图所示，结果说明：在约束条件和加载条件一致的 前提下，两者最终结果非常接近。
1)自定义材料
单击工具栏中的【材料属性】图标，弹出【指派材料】对话框。
输入名称 及参数
复制材料
单击【确定】
2)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
选择材料
单击【创建】
单击【确定】
3)网格属性定义
单击工具栏中的【网格捕集器】图标，弹出【网格捕集器】对话框。
在轴类零件中，因功能需要或者工艺要求而设置的凹槽、凸台、过渡圆角及倒 角等，如果在承载过程中对结构整体受力分析结果的影响很小，那么，在有限 元分析过程中一般可以忽略，本实例需要对模型的一些小特征进行清理。
2.1.4 操作步骤
创建有限元模型的解算方案 设置有限元模型基本参数 划分有限元模型网格 创建仿真模型 求解及后处理
UG NX CAE 高级仿真 实例练习-装配体分析-有限元模型装配
右键
进入 到装配FEM界面
QQ 464175828
点击“自动解析”
3个子部件的状态不 正确
确定对话框，并回到 装配sim界面
• 求解
QQ 464175828
• 求解完成
QQ 464175828
QQ 464175828
• 分析结果（打开或双击结果）
QQ 464175828
位移变形图
QQ 464175828
应力图
• 分析动画
QQ 464175828
变形动画-应力
QQ 464175828
源文件地址： 链接: /s/1sj7adsD 密码:
qea5
QQ 464175828
• 创建子部件rod的网格
新建子部件FEM
确定所有对话框
QQ 464175828
• 返回装配体模型窗口
QQ 464175828
• 创建子部件pin的网格
新建子部件FEM
确定所有对话框
QQ 464175828
• 返回装配体模型窗口
QQ 464175828
• 创建子部件knuckle的网格
创建【物理属性】
QQ 464175828
材料选择“Steel”
创建【网格收集器】
QQ 464175828
实体属性选择上步创建的 PSOLID1
QQ 464175828
创建【3D四面体网格】
确定对话框
QQ 464175828
• 对子部件pin进行划分网格
创建【物理属性】
QQ 464175828
新建子部件FEM
确定所有对话框
QQ 464175828
• 返回装配体模型窗口
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。
第1章UG-NX有限元分析入门-–基础实例资料
如图所示为一对齿轮传动副，各个零件材料均为20CrMoH钢，其中件1为主动齿轮，件2为从动齿轮。在传递动力时，件1主动齿轮角速度为500 rev/min,件2从动齿轮受到100N.mm的扭矩，计算齿轮啮合区域（啮合区域有A、B二处，如图1-47 所示）最大的位移变形量和冯氏应力值。
1）新建【Gear1】FEM模型
调出主动齿轮模型，其名称为【Gear1】。 依次左键单击【开始】和【高级仿真】，在【仿真导航器】中单击【Gear1.prt】节点，右键单击出现的【新建FEM】选项，弹出【新建部件文件】对话框，在【新文件名】下面的【名称】选项中将【fem1.fem】修改为【Gear1_fem1.fem】，通过单击图标，选择本实例高级仿真相关数据存放的【文件夹】，单击【确定】按钮。 弹出【新建FEM】对话框，默认【求解器】和【分析类型】中的选项，单击【确定】按钮，即可进入创建有限元模型的环境。
【gear2】网格划分后示意图
仿真导航器新增节点
（2）建立FEM装配模型
返回至高级仿真的初始界面,新建【Gears.prt】模型，新建【Gears.prt】装配FEM模型：
默认参数单击确定
1）添加组件
在【仿真导航器】窗口单击【Gears_assyfem1.afm】节点，右键单击弹出的【加入已存的组件】命令：
第1章 UG NX有限元分析入门 –基础实例
本章内容简介 本章简要介绍零件和装配件结构静力学有限元分析的具体工作流程和操作步骤，为后续学习和掌握较为复杂零件、装配件的静力学结构分析以及其他有限元分析类型打下基础。
本书以实例教学内容为主
1.1 UG NX有限元入门实例1—零件受力分析
仿真导航器新增节点
单击确定
UG有限元分析步骤精选整理
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。
第2章UG NX有限元分析入门-专题实例
Байду номын сангаас 1）拆分体操作
双击【仿真导航器】窗口分级树中的【Diaolan_fem1.fem】节点，进 入FEM环境，再双击【Diaolan_fem1_i.prt】理想化模型节点，即可进 入理想化模型环境，对模型进行相关操作。
拆分体相关参 数设置 拆分体结果示 意图
2）分割面操作
单击【理想化几何体】图标右侧的小三角符号，单击出现的【分割面】图 标，弹出【分割面】对话框：
设置相关参数
3个最小值及 3个最大值
4）编辑后处理视图
选择【编辑后处理视图】命令，可以对后处理中的【显示】、【图例】、 【文本】等内容进行相关参数设置；单击【编辑后处理视图】命令，弹出相 应的对话框；
选取不同 的项目编 辑相应的 结果
勾选显示未变形 的模型示意图
5）显示3D轴对称结构
单击【编辑后处理视图】对话框中的【显示于】后面的下拉小三角形符号， 选择【3D轴对称结构】，单击后面的【选项】按钮，弹出【3D轴对称】设 置对话框
2.2.3 操作步骤
创建有限元模型的解算方案 设置有限元模型基本参数 划分有限元模型网格 创建仿真模型 求解 后处理，分析吊篮模型的变形和应力情况
（1）创建有限元模型的解算方案
依次左键单击【开始】和【高级仿真】，右键单击弹出的【新建FEM和仿真】选项， 弹出【新建FEM和仿真】对话框，设置相关参数，即可进入了创建有限元模型的环 境，注意在【仿真导航器】窗口的分级树中出现了相关节点。
位移幅值 云图
Von Mises 云图
2）查看云图最大值及最小值
查看截面变形和应力的最大值与最小值可以通过【后处理导航器】中的【云图绘图】 中的【Post View1】来实现；
ug nx cae基础与实例应用
ug nx cae基础与实例应用UG NX CAE是一种基于有限元分析的计算机辅助工程软件，它可以帮助工程师进行结构、热传导、流体力学等方面的分析和仿真。
本文将介绍UG NX CAE的基础知识以及一些实例应用。
UG NX CAE是UG NX软件的一个模块，它可以与CAD模块无缝集成，实现从设计到分析的全流程。
UG NX CAE提供了多种强大的分析工具和功能，可以帮助工程师快速准确地进行各种工程分析。
UG NX CAE具有丰富的前后处理功能，可以对CAD模型进行网格划分，生成适合分析的有限元网格。
同时，UG NX CAE还提供了多种边界条件和加载方式，可以对结构进行各种静力、动力和热分析。
在分析过程中，UG NX CAE可以实时显示模型的应力、应变等工程参数，帮助工程师了解结构的受力情况。
UG NX CAE还提供了丰富的材料数据库，可以为工程师提供各种常用材料的材料性能数据。
在分析过程中，工程师可以根据实际情况选择合适的材料模型，并进行材料特性的输入。
UG NX CAE还支持自定义材料模型，可以根据具体需求进行材料特性的定义。
UG NX CAE的应用范围非常广泛，可以用于汽车、航空航天、机械等领域的工程分析。
以汽车行业为例，UG NX CAE可以帮助工程师对车身、底盘等部件进行强度、刚度、耐久性等方面的分析。
同时，UG NX CAE还可以进行碰撞仿真，评估车辆在碰撞事故中的安全性能。
在航空航天领域，UG NX CAE可以帮助工程师对飞机的结构进行强度和刚度分析，评估飞机在飞行过程中的安全性能。
同时，UG NX CAE还可以进行气动分析，优化飞机的气动外形，提高飞行性能。
在机械领域，UG NX CAE可以帮助工程师对机械零部件进行强度、刚度、疲劳等方面的分析。
通过优化设计，可以提高机械零部件的工作性能和使用寿命。
除了上述应用领域，UG NX CAE还可以用于流体力学分析、热传导分析、声学分析等方面。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Page 22
SIEMENS PLM Software
NX/NASTRAN的独特优势
⒉ 优秀的软件品质
NX NASTRAN的计算结果与其它质量规范相比已成为最高质量标准, 得到有限 元业界的一致公认。通过无数考题和大量工程实践的比较,众多重视产品质量 的大公司和工业行业都用NASTRAN的计算结果作为标准代替其它质量规范。
NX Nastran Simulation Environments NX Thermal Simulation NX Flow Simulation Standalone NX Electronic No Solver Systems Cooling NX Motion Control NX Simulation Process Studio
x4
多个共用组件只需要一个网格模型
Page 10 SIEMENS PLM Software
NX解决方案—— 参数化概念从CAD延伸到CAE领域！！！
NX
CAD 设计特征 无缝 模型历史 参数/表达式 装配树 设计意图 版本历史 传递 CAE 参数驱动 自动更新
网格 边界 仿真结果
后参数化
Pro/E, Catia, SE …
NX CAE分析向导动画演示
Page 13
SIEMENS PLM Software
通过重用提高效率
为什么需要等待几何体被改变？
同步建模…只需选择 面 … 点击两次鼠 标 … 就可以改变或移 动特征
模型按照期望的形式更新，并且 几何数据和分析模型保持关联
更加直观的按照意愿修 改几何体意味着更快的 反馈
SIM1
SIM2
Page 8
SIEMENS PLM Software
NXCAE 曲柄仿真分析流程演示
Page 9
SIEMENS PLM Software
NX CAE的价值——网格划分 装配有限元提高效率
如何才能像重用几何体一样重用分析模型？
5x – 10x 更快的进程 团队可以同时在装配体不同的部件上 工作 系统集成器可以集成供应商提供的模 型 自动映射组件位置和方向
瞬态热传导
点焊分析
后处理
云图
XY图线
分析向导 •强度分析向 导 •振动分析向 导
SIEMENS PLM Software
Page 4
NX CAE的价值——流程创新
CAE分析流程对比
Part Design
Look for Look for inform information ation
Dynamics
Eigenvalue Response Durability
FEA Buckling Optimization Fluid-flow Non-structural Thermal Acoustics Electromagnetic
Page 20 Linear Nonlinear
Steady state or Transient
NX CAE讲座之
—— NX Advanced FEM+ Nastran结构分析
陆海燕 高级技术顾问
西门子产品管理软件公司
议程 NX 高级有限元仿真流程简介 NX CAE结构分析案例 NX Nastran结构分析功能介绍
NX6 CAE产品全貌
Standalone Simulation Seats
3: 定义事件
瞬态,频率，随机，谱分析 激励：点载荷，分布载荷，强迫运动等
4: 评估响应
云图 or XY-plots
Page 16 SIEMENS PLM Software
NX动力响应分析
激励
Concentrated
传感器
Set
of pre-defined locations for response calculation
Page 5 SIEMENS PLM Software
NX 高级仿真独创 CAD&CAE一体化流程
几何
CAD数据无需转化到CAE平台 几何处理方式多样灵活 网格划分高效
理想化模型
CAE模型与CAD参数关联更新!!!
前处理 高级仿真和设计仿真提供分级解决方案
CAE 模型
迭代与优化 （如果有需要）
Export & repair design Create Create geometry geome geometry try Create geometry
Mesh Mesh
Loads Loads BCs BCs
Solve
Evaluate Evaluate
NX CAE分析流程给企业带来的价值
提早开始系统级CAE分析 缩短FE建模/网格划分时间 改进FEA求解时间 跟踪工程数据
loads Distributed loads DDAM loads
函数管理器
Create,
edit, copy functions to be used for loading
响应分析
Attaches Define
RS to OP2 file
damping
函数数学运算 函数工具 事件
Page 14
SIEMENS PLM Software
NX Response Simulation振动分析
分析类型
独特优势
瞬态响应 频域响应 随机响应 冲击谱响应 DDAM响应 传递函数
GUI驱动计算 快速得到结果 图表与云图显示 支持与实验的校验 激励载荷生成工具 实验载荷转化工具
SIEMENS PLM Software
NX Nastran所支持的求解类型
Structural Static
Linear
Nonlinear
Material, Large deflection, Contact Normal Modes Direct Complex Modes Time domain Frequency domain Modal Time domain Frequency domain
Supported by NX Nastran Add-on Option
SIEMENS PLM Software
NX/NASTRAN的独特优势
⒈ 极高的软件可靠性
NASTRAN是一具有高度可靠性的结构有限元分析软件, 有着40年的开发和改进 历史, 并通过50,000多个最终用户的长期工程应用的验证。 NX NASTRAN的整个研制及测试过程 是在 Siemens 公司的QA部门、美国国防 部、国家宇航局、联邦航空管理委员会(FAA)及核能委员会 等有关机构的严 格控制下完成的,每一版的发行都要经过4个级别5,000个以上测试题目的检验 。
SIEMENS PLM Software
NX Nastran 5 – 2007年2月 NX Nastran 6 – 2008年4月
分析类型
Structural Static
Linear
Nonlinear
Material, Large deflection, Contact Normal Modes Direct Complex Modes Time domain Frequency domain Modal Time domain Frequency domain
载荷和边界
求解
结果查看
报告与结论 Page 6
后处理
SIEMENS PLM Software
NX CAE的价值——结构创新
NX 软件最先提出多级仿真数据结构 优点：
1 各层数据柔性映射 2 追踪简化模型与主模型的变更关系 3 柔性化数据管理和模型重用 4 为有效的CAE数据管理提供保证
仿真文件（载荷， 工况等）
Page 23
SIEMENS PLM Software
NX/NASTRAN的独特优势
⒊ 作为工业标准的输入/输出格式
NX NASTRAN 被人们如此推崇而广泛应用使其输入输出格式及计算结果成为当 今CAE工业标准,几乎所有的CAD/CAM系统都竞相开发了其与NASTRAN的直接接 口, NASTRAN的计算结果通常被视为评估其它有限元分析软件精度的参照标准 ,同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析软件。
FEM文件(网格）
理想化CAD文件 主模型CAD文件
Page 7
SIEMENS PLM Software
NX-Advanced Simulation文件结构
分级数据结构支持有效的数据管理
Master Part
Idealize Part
Idealize Part
FEM1
FEM2
FEM3
FEM4
NX Laminate Composites NX Response Simulation NX Advanced Thermal Simulation NX Advanced Flow Simulation Standalone NX Space With Solver Systems Thermal NX Model Correlation
Define Function
(FTK)
Single Multi
dynamic analysis
type
operators for creation, conversion, ima toolkit Allows user-defined function operators
Page 3
SIEMENS PLM Software
NX 高级仿真分析包功能
前处理：网格+边界条件+求解设定