基于UG的某电动三轮车车架有限元分析
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
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有限元分析第7章
2017/8/12
2）云图查看
单击展开子工况【subcase – Bulking Loads】下的相应子节点，查看【Z】向、 【幅值】及【应力-单元的】下的【Von Mises】应力云图。
Z向位移结果
2017/8/12
幅值位移结果
Von Mises应力结果
3）查看特征值云图
单击展开子工况【subcase – Bulking Method】下的相应子节点，可以查看分析得到 的特征值情况； 特征值为7.07情况 下的Z向位移形式
6）线性屈曲仿真分析与理论计算比较
按照本例中所使用的约束形式，立杆失稳临界载荷的计算公式（参考《材料力学》第 四版，刘鸿文著），分析结果与NX Nastran计算结果的对比如表所示，可见误差可以 控制在3%以内，误差原因是没有考虑二力杆两端圆孔形状和大小对整体屈曲响应计算 结果的影响，验证了分析结果的准确性。
在工具栏中点击【1D连接】图标，出现如图所示的对话框。
设置相 关参数
设置好的1D 刚性连接
设置好刚性连 接的连杆
单击应用
（2）建立二力杆仿真模型
1）新建仿真文件及解算方案
在【仿真导航器】窗口分级树中单击【Bar_fem1.fem】节点，右键单击弹出的【新建 仿真】命令，弹出【新建仿真】对话框，进行其他操作；弹出【创建解算方案】对话 框，进行设置。 导航器新增 节点 设置相关参数
本章节主要内容: 基础知识
问题描述
问题分析 操作步骤 本节小结
7.1 基础知识
主要内容分为2大部分： 屈曲响应分析概述 线性屈曲响应分析理论基础
7.2 问题描述
本实例以汽车用二力杆作为分析对象，如图所示，它一端安装在销轴上，可以绕 销轴转动，一端受压力1000N，二力杆使用的材料为Steel，屈服强度为130 MPa， 抗拉强度极限为262 MPa，分析屈曲稳定性并计算该二力杆结构的第1阶屈曲特征 值及第1阶屈曲载荷
基于UG软件有限元分析的零件受力分析
基于UG软件有限元分析的零件受力分析作者：李涛姜琨久来源：《中国高新技术企业》2013年第19期摘要：文章运用UG8.0软件的有限元分析来完成铝合金变速箱模具的换挡拔头力学分析，来体现有限元CAE在现代产品设计中的优势及其常见的分析功能。
通过一个简单结构静力学分析实例，详细介绍了建立高级仿真环境、有限元模型、仿真模型和后处理的操作步骤和解题思路。
关键词：UG8.0；有限元；高级仿真中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）28-0063-021 对有限元法概述有限元法是现代产品及其结构设计的重要工具，它的基本思想是将连续的物理模型离散为有限个单位元，使其只在有限个指定的节点上互相连接，然后对每个单位选择一个比较简单的函数，近似模拟该单元的物理量，如单元的位移或者应力，并基于问题描述的基本方程建立单元节点的平衡方程组，再把所有单元的方程组集合为整个结构力学特性的整体代数方程组，最后引入边界约束条件求解代数方程组而获得数值解，如结构的位移分布和应力分布。
2 工艺分析UGNX高级仿真和其他有限元分析软件基本操作一致，分为创建有限元模型、创建仿真模型和后处理三大步骤。
还可以完成结构优化、疲劳耐久预测等任务。
本次工艺是利用结构静力学分析功能完成。
一般流程示意图如图1所示：图13 创建有限元模型对参数、材料、物理属性的定义，但是由于篇幅的限制我们就不列举说明。
3.1 网格划分在UG高级分析模块包括零维网格、一维网格、二维网格、三维网格和连接网格5种类型，每种类型都适用于一定的对象。
本次工艺我们所应用的是三维网格，3D四面体网格常用来划分三维实力模型。
在NX.NASTRAN解算器中包含四节点四面体和十节点四面单元。
单击工具栏中的【3D四面体网格】，弹出【3D四面体网格】对话框，默认【单元属性】的【类型】为【CTETRA（10）】，单击【单元大小】右侧【自动单元大小】，对话框现实【6.56】，手动将其修改为【3】，如图2所示：图23.2 有限元模型检查单击工具栏中的【有限元模型检查】图标，弹出【模型检查】对话框，单击【应用】按钮，在弹出的【信息】中出现【Numberfailed】，发现模型正常，没有出现划分失败的网格。
UG有限元分析第6章
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。
UG有限元分析资料报告
UG有限元分析第1章有限元分析方法及NX Nastran的由来1.1 有限元分析方法介绍计算机软硬件技术的迅猛发展，给工程分析、科学研究以至人类社会带来急剧的革命性变化，数值模拟即为这一技术革命在工程分析、设计和科学研究中的具体表现。
数值模拟技术通过汲取当今计算数学、力学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同行业的需求，不断扩充、更新和完善。
1.1.1 有限单元法的形成近三十年来，计算机计算能力的飞速提高和数值计算技术的长足进步，诞生了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为一门专门的学科——计算机辅助工程CAE（Computer Aided Engineering）。
这些商品化的CAE软件具有越来越人性化的操作界面和易用性，使得这一工具的使用者由学校或研究所的专业人员逐步扩展到企业的产品设计人员或分析人员，CAE在各个工业领域的应用也得到不断普及并逐步向纵深发展，CAE工程仿真在工业设计中的作用变得日益重要。
许多行业中已经将CAE分析方法和计算要求设置在产品研发流程中，作为产品上市前必不可少的环节。
CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显示出明显的优越性：CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期。
虚拟样机的引入减少了实物样机的试验次数。
大幅度地降低产品研发成本。
在精确的分析结果指导下制造出高质量的产品。
能够快速对设计变更作出反应。
能充分和CAD模型相结合并对不同类型的问题进行分析。
能够精确预测出产品的性能。
增加产品和工程的可靠性。
采用优化设计，降低材料的消耗或成本。
在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题。
模拟各种试验方案，减少试验时间和经费。
进行机械事故分析，查找事故原因。
当前流行的商业化CAE软件有很多种，国际上早在20世纪50年代末、60年代初就投入大量的人力和物力开发具有强大功能的有限元分析程序。
其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的Nastran有限元分析系统。
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有限元分析第13章
定义PCB材料 的力学性能
定义PCB材料 的热学性能
b) 创建SiC材料材料
按照上述方法，在【选择体】中选中电路板上15个发热元件实体模型，在【材料 列表】中选择【本地材料】图标，单击【新建材料】，如图所示；
定义SiC材料 的力学性能
定义SiC材料 的热学性能
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，如图所示， 依次定义PCB材料、SiC材料的物理属性
仿真导航器 新增节点
2）温度云图结果产看
单击【温度-节点的】节点，打开后双击【标量】，出现如图所示电路板节点的温度云 图，单击【云图绘图】中的【Post View 1】勾选【注释】，将出现【Maximum】与 【Minimum】两个注释，也可以单击工具栏上的【新建注释】命令，创建【N个最小结 果值】或【N个最大结果值】，通过单击【拖动注释】图标，允许重定位最小值和最大 值结果显示值的位置；
4）施加对流热约束
在【约束类型】窗口单击【对流】图标，弹出【对流】对话框，如图所示；
设置相 关参数
电路板对流约 束设置效果图
单击该命令
5）施加热通量载荷
单击【载荷类型】图表右侧黑色的倒三角，选择【热通量】图标，弹出【热通量】设 置对话框，如图所示；
设置相 关参数
电路板热通量载 荷设置效果图
（8）结构静力分析，求解热应力及重力的耦合应力场
1）新建解算方案； 建立用于解决热应力和重力载荷耦合的结构静力算法，在【仿真导航器】窗口分级树 中，单击【Board_sim 1.sim】节点，右键单击弹出的【新建解算方案】命令，并进行 相关操作，在【解算方案类型】中选择【SOL 101 Linear Statics - Global Constraints】，在【仿真导航器】窗口分级树中新增的相应节点如图所示； 设置相关参数
ug有限元分析2篇
ug有限元分析2篇第一篇：ug有限元分析一、引言UG有限元分析是一种基于物理模型的仿真分析方法，它可以模拟并分析各种工程场景下的结构响应、变形、应力、应变等物理现象。
UG有限元分析可以帮助工程师快速发现设计中的问题，缩短产品开发周期，提高生产效率和产品质量。
本文将介绍UG有限元分析的基本概念、工作流程、建模方法以及在工程应用中的实际案例。
二、基本概念1. 有限元模型是建立在有限元网格上的物理模型，通过将复杂结构分解为一系列简单的有限元单元来进行计算分析。
通过计算单元内各节点的位移、应力等物理量，计算出物理模型的响应情况。
2. UG软件中的有限元分析模块可以为工程师提供各种物理模型的仿真分析功能，包括静力分析、热力分析、疲劳分析、动态响应分析等。
3. UG有限元分析模块中内置的各种前处理、求解器和后处理功能均为工程师提供了方便、高效的分析工具。
基于该模块，工程师可以快速、准确地进行多种仿真分析，较大地提升了工作效率。
三、工作流程1. 准备阶段：确定分析场景、边界条件、材料参数等，准备建模。
2. 建模阶段：利用UG软件中构建造型、切割、分割、装配等功能构建有限元模型，并为有限元模型设置材料、边界条件等。
3. 网格划分阶段：根据分析精度的需求，将有限元模型划分为多个简单的有限元单元。
4. 分析求解阶段：选择适合分析场景的求解器，进行有限元分析计算求解。
5. 后处理阶段：根据需要选择分析结果生成报告、动画、图片等。
四、建模方法1. 结构建模：使用造型、切割、分割等功能构建有限元模型，为模型设置材料属性、边界条件等。
2. 网格划分：根据分析精度的需求，选择适合的网格划分方法，将有限元模型划分为多个有限元单元。
3. 材料属性设置：为有限元模型中的每个组件设置相应的材料属性，包括弹性模量、泊松比、线膨胀系数、密度、热膨胀系数等。
4. 边界条件设置：为有限元模型中的每个组件设置相应的边界条件，包括约束、力、压力、温度等。
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基于UG的某电动三轮车车架有限元分析
二、有限元分析的基本原理
有限元分析（Finite Element Analysis, FEA）是一种工程计算方法，通过将复杂结
构分解为许多小的有限元单元，然后在每个单元上进行物理场的数值模拟，最终得到整体
结构的物理行为。
有限元分析的基本原理是将连续物体离散为有限个元素，然后在每个元
素上建立物理方程，通过求解这些方程来分析整体结构的力学性能。
在进行有限元分析时，首先需要对要分析的结构进行几何建模和网格划分，然后设置物理参数和边界条件，最后
进行计算和分析。
三、建立电动三轮车车架的有限元模型
在进行有限元分析前，首先需要建立电动三轮车车架的三维模型。
我们选择使用UG软件进行建模。
UG是一种专业的三维设计软件，能够满足复杂结构的建模需求。
我们根据实际车架的结构和尺寸，在UG软件中进行三维建模，包括主要构件的几何形状、连接方式等。
在建模过程中，需要考虑结构的对称性、受力情况和安装位置等因素，以保证建立的有限
元模型能够尽可能真实地反映实际情况。
建立完三维模型后，我们需要对车架进行网格划分。
网格的划分方式会直接影响有限
元分析的计算精度和效率，需要根据实际情况合理划分。
在进行网格划分时，需要注意将
结构复杂、受力较大的区域进行细化，以确保分析结果的准确性。
四、设置有限元分析的边界条件和加载
在建立完有限元模型并完成网格划分后，我们需要设置分析的边界条件和加载。
边界
条件包括约束条件和受力条件，约束条件用于描述结构的受限情况，受力条件用于描述结
构所受的外部载荷。
对于电动三轮车车架的有限元分析，约束条件通常包括固定连接的轮
轴处以及悬挂处的约束，受力条件包括车架受到的动力载荷、垂直载荷和转向载荷等。
五、进行有限元分析计算
在设置完边界条件和加载后，就可以进行有限元分析的计算了。
有限元分析软件会根
据之前设置的条件，在每个网格单元上建立物理方程，并进行求解。
在计算过程中，可以
得到结构的应力、应变、位移等物理量分布，通过对这些物理量的分析，可以判断结构的
强度和刚度等性能。
六、分析和优化
完成有限元分析计算后，需要对分析结果进行综合分析和评估。
通过对结构的应力、
应变和位移等物理量的分析，可以判断结构的疲劳寿命、破坏形式等，从而为结构的优化
提供依据。
优化方法可以包括材料的优化、结构的优化、连接方式的优化等，通过对分析结果进行综合分析和比较，可以得出相对合理的优化方案。
在进行有限元分析时，还需要考虑结构的轻量化设计。
轻量化设计可以有效降低整车重量，提高能源利用率，减少排放和降低能耗，从而实现绿色环保。
在优化过程中，需要考虑材料的选择、结构的设计和工艺的改进等因素，以实现轻量化设计的目标。
七、结论
通过本文的有限元分析，我们可以得到电动三轮车车架结构的强度、刚度和疲劳寿命等重要性能参数，为车架结构的设计和优化提供依据。
有限元分析可以帮助设计者在车架结构设计的早期阶段就进行性能预测和优化，有助于提高整车的性能和安全性。
有限元分析还可以应用于其他车辆结构的分析和优化，有着广泛的应用前景。