UGNX有限元分析入门-专题典型实例
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UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第12章
（1）创建有限元模型
1）依次左键单击【开始】，在【应用所有模块】中找到【高级仿真】命令，在 【仿真导航器】窗口分级树中，单击【SpotLight.prt】节点，右键弹出菜单并单 击出现的【新建FEM和仿真】选项，并进行相关操作；设置【解算方案类型】选 取为【SOL 153 Steady State Nonlinear Heat Transfer】，默认【预览解算 方案设置】中的其它选项，单击【确定】按钮；
新建FEM和 仿真对话框
解算方案设 置对话框
2）几何体简化
将理想化模型设为显示部件，进行几何模型的简化处理，在图形窗口中选择射灯 的14个部件对模型进行提升；单击工具栏中的【理想化几何体】图标，选择【移 除几何特征】命令，如图所示；
提升体命 令操作
设置相关参数
简化后的散 热器几何体
3）创建模型部件材料，创建LED灯珠材料
(a)LED轨 道的实物图
LED轨道射灯 内部结构图
工况条件
使用压铸铝ALDC12材料进行散热器设计，散热器进行电泳表面处理，辐射率为0.5。不 考虑灯具电源的热影响及导热胶、导热硅脂，测试的环境温度为28.5℃，要求散热器设 计的温度在65℃以下，结温在90℃以下；
LED轨道射灯的各部件材料如表所示；
12.3 问题分析
由于LED灯珠的内部结构比较复杂，用LED灯珠的铜衬底作为LED灯珠的材料，仅把 LED灯珠作为发热源，不考察LED灯珠的内部发热与传热情况，属于产品级的传热 问题。
铝基板结构基本上由电路层、绝缘层和基体三部分组成，导热性能在同一个平面 内是均匀相同的，由于结构为铺层结构，且每层结构的导热性能相差很大，铝基 板在法向导热性能呈现差异较大（和平面内导热系数相差数百倍），根据行业内 现有的水平来看，铝基板的法向导热系数一般只有2，所以要使用正交各向异性材 料来模拟铝基板的导热性能；同时，如果考虑导热胶及导热硅脂的影响，也可以 使用正交异向材料来模拟。如果使用各向同性材料会导致基板及灯具的温度偏高 很多，与实际情况不符。
UGNX有限元分析入门-专题典型实例
单击【确定】
（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
（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 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第6章
选择材料
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
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
NX有限元分析示例
高压SCR试验台结构有限元分析报告一，分析目的1.1SCR系统管路及试验台的整体强度1.2SCR系统固定支撑强度二，分析对象图1-2图1-31.SCR系统管路系统原理图图1-1 2. SCR系统管路三维模型图1-2图1-3三，3D模型结构受力分析2.分析目的2.1SCR系统管路及试验台的整体强度2.2SCR系统固定支撑强度3.分析对象2.1根据管路系统的原理图（图1-1），分析得出其主要部件如下：滑动支撑、固定支撑、膨胀节（万向型）、膨胀节（压力平衡型）、混合器、反应器。
2.2受力分析2.2.1滑动支撑受力分析滑动支撑受力为：管道重力+摩擦力+管道内气体重力经计算该力F较小，计算时可忽略。
2.2.2固定支撑受力分析固定支撑受力分析经分析系统对万向型膨胀节的盲板力为20T，反应器工作重力约8.5T。
因此下图中三处红圈位置处的固定支撑受力为20T，另有反应器处8.5吨的重力。
为本次分析的主要载荷。
除此三个固定点受力外，其他固定支撑点受力较小，暂不分析。
图2-1四，3D模型结构有限元分析1.分析方法基于NX8.5的高级有限元分析算法选择求解器：NX NASTRAN 结算方案类型：SOL 1012.分析过程2.1．三维模型转化为一维单元线条20T20T8.5T图3-12.2．一维单元划分网格并附加三维截面及属性图3-2其中的划分网格单元: 26772其中使用的节点: 26577单元根据实际三维模型附加截面，材料选择为steel2.3．载荷附加及边界条件固定约束设置图3-2固定位置为：竖梁底部和侧撑固定端。
载荷位置如图3-2 所示（共计四个）。
2.4．NX分析分析结果最大位移量如图3-3所示：图3-3最大位移量为：15.56mm，具体位置在图中所示部位。
最大应力节点位置如图3-4 所示：图3-4最大应力节点为：161.61MPa，具体位置在图中所示部位。
根据以上软件分析结果汇总如下：此框架在受到载荷情况下的。
第2章UG NX有限元分析入门-专题实例
仿真导航器新 增节点
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；
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；
11_UG NX有限元对称零件分析实例_沈春根-免费分享
建立对称约束； 建立其他约
束条件； 施加轴承载
荷；
1.5实例1-对称约束-约束模型和结果
内孔 固定
轴承 载荷
对称 约束
和全模型做 对比分析
2.0.1 轴对称分析-基础知识1
旋转体零件且施加载荷和约束仅为径向和轴向（即 没有相切分量）时，即可采用轴对称分析方法；
非常适合回转轴、压力容器等旋转零件； 操作时，在轴侧的剖切平面上创建有限元模型，大
பைடு நூலகம்
两侧内 孔固定
承受轴 承力载
荷
当零件的结构是对称 的，且包含对称的约 束条件和载荷，则可 以通过将模型切割成 一半，仅分析一半模 型来简化问题。
1.2实例1-对称约束-在理想化中拆分体
1.3实例1-对称约束-处理FEM模型
隐藏一半的多边形体； 赋予材料、物理和网
格属性； 网格划分；
1.4实例1-对称约束-处理SIM模型
2.5 实例2- 进行2D网格划分，并定义材料属性
默认即可
2.6 实例2- 新建仿真、解算方案和施加条件
2.7 实例2-结果显示
剖面结果显示
3D轴对称显示
内压均 布10MP
轴端棱 边固定
2.2 实例2- 新建FEM，选择轴对称结构类型
2.3 实例2- 切换到理想化环境提升体、拆分体
检查模型的 Z轴为对称 轴，否则对 模型进行变
换。
2.4 实例2-切换到FEM模型
步骤2： 选中一个剖面， 通过仅显示，显 示其片体。
步骤1： 检查仿真导航
器各个节点的 变化； 同时隐藏一半 的几何体。
UG NX有限元教学和培训 – 专题11
UG NX有限元分析 常见对称零件分析和应用
束条件； 施加轴承载
荷；
1.5实例1-对称约束-约束模型和结果
内孔 固定
轴承 载荷
对称 约束
和全模型做 对比分析
2.0.1 轴对称分析-基础知识1
旋转体零件且施加载荷和约束仅为径向和轴向（即 没有相切分量）时，即可采用轴对称分析方法；
非常适合回转轴、压力容器等旋转零件； 操作时，在轴侧的剖切平面上创建有限元模型，大
பைடு நூலகம்
两侧内 孔固定
承受轴 承力载
荷
当零件的结构是对称 的，且包含对称的约 束条件和载荷，则可 以通过将模型切割成 一半，仅分析一半模 型来简化问题。
1.2实例1-对称约束-在理想化中拆分体
1.3实例1-对称约束-处理FEM模型
隐藏一半的多边形体； 赋予材料、物理和网
格属性； 网格划分；
1.4实例1-对称约束-处理SIM模型
2.5 实例2- 进行2D网格划分，并定义材料属性
默认即可
2.6 实例2- 新建仿真、解算方案和施加条件
2.7 实例2-结果显示
剖面结果显示
3D轴对称显示
内压均 布10MP
轴端棱 边固定
2.2 实例2- 新建FEM，选择轴对称结构类型
2.3 实例2- 切换到理想化环境提升体、拆分体
检查模型的 Z轴为对称 轴，否则对 模型进行变
换。
2.4 实例2-切换到FEM模型
步骤2： 选中一个剖面， 通过仅显示，显 示其片体。
步骤1： 检查仿真导航
器各个节点的 变化； 同时隐藏一半 的几何体。
UG NX有限元教学和培训 – 专题11
UG NX有限元分析 常见对称零件分析和应用
32_UG热分析基础案例_沈春根
1. 建立FEM-散热座划分网格
应用模块-前/后处理-新建部件文件（模 板）-选择Simcenter 热/流-确定；
求解器Simcenter 热/流，分析类型：热， 确定-进入FEM环境；
指派材料：Aluminum_2014； 网格收集器：3D/实体，继承上述材料； 3D扫略网格（六面体），大小1.5mm，
选择散热器接触面，对话框中输入10 W，确定。
2.2 建立SIM - 定义热约束
约束类型-对流到环境，弹出对话框； 选择类型：对流到环境； 选择散热座上除了接触面之外的25个
表面； 对流系数中输入10 W/m^2.dC，确定。
说明：【对流到环境】还有一个类 型：自由对流到环境，适合于没有 风扇等强制对流的工况，同时不需 要定义对流系数。
一般自然对流系数在1-10W/m^2.k; 强制对流系数在10-100W/m^2.k。
3.求解（解算方案参数默认）后处理查看温度场
查看整体温度场分布； 最大温度值及其位置； 最小温度值及其位置。
4. 1 采用NX Nastran SOL 153 稳态非线性传热的主要设置
载荷类型： 热通量
学习热分析需要掌握热力学经典理论和一些基本概 念，比如术语、传热方式、材料热性能参数等；
本专题公开和分享，供同行之间交流和学习之用。
定义网格收集器，确定； 网格效果如图所示。
2.1 建立SIM -定义热载荷
新建仿真-新建部件文件（模板）， 选择Simcenter 热/流-确定
解算方案名称默认，求解器： Simcenter 热/流;分析类型：热；解 算方案类型：热，确定，进入SIM环 境；
载荷类型，热载荷，弹出热载荷对话 框；
芯片板面积：30mm*50mm； 芯片板发热功率为10w（热
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第13章
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
13.1 基础知识
在12章中介绍了热传递分析的一些基本知识，在本章实例中将使用12章中使用的 发热率、对流和辐射，除此之外，本章还将在热载荷中使用热通量，在热约束中 将使用温度作为约束条件： （1） 热通量简介 （2） 热约束简介
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
单击工具栏中的【单元】图 标，弹出【模型检查】对话 框，如图所示;
设置相 关参数
单击该命令
（3）创建仿真模型
单击【仿真导航器】窗口分级树的【Board_fem 1.fem】节点，右键弹出快捷菜单， 单击【新建仿真】并进行相关操作；弹出【创建解算方案】对话框，在【名称】中默 认名称为【Solution 1】，【分析类型】选取【热】，【解算方案类型】选取为 【SOL 153 Steady State Nonlinear Heat Transfer】，单击【确定】按钮，同时 注意到【仿真导航器】窗口的分级树中，新出现了相关的节点，如图所示。
编辑FEM对 话框
单击确定
分析类型选 择为热
2）新建PCB与SiC材料;a) 创建PCB材料：
单击工具栏中的【材料属性】图标右侧黑色的倒三角，弹出【指派材料】对话框； 在图形窗口的【选择体】中选中电路板的板实体模型，在【材料列表】中选择 【本地材料】图标，单击【新建材料】，【类型】中选择【各向同性】，单击 【创建】图标；
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第4章
双击
Y向位移云图及 最大最小值
2）查看Von-Mises应力云图
依次展开【Solution 1】、【应力-单元节点】和【Von-Mises】节点，双击 【Von-Mises】节点并在工具栏中打开【标记开/关】命令，得到该模型的 Von-Mises应力分布情况；
Von-Mises应 力云图及最大 最小值
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】显示模式，单击工具 栏中的【保存】图标，将上述成功的操作结果保存下来；切换到【仿真导航 器】窗口界面，完成计算结果的分析，也为后续优化设计操作提供了约束条 件合理的基准值。
2019/12/25
4.4.2 结构优化分析操作步骤 （1）建立优化解算方案
在仿真窗口中单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹出【求解】 对话框，单击【确定】按钮，稍等后完成分析作业，，关闭各个信息窗口，双击出现 的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。
待显示完成， 关闭各窗口
1）查看Y向位移云图
在【后处理导航器】窗口依次展开【Solution 1】、【位移-节点的】和【Y】 节点，双击【Y】节点，结合优化设计的要求以及该值大小，初步确定模型变 形位移的约束条件。
逐个定义
设置相 关参数
4.4.2 结构优化分析操作步骤
建立优化解算方案 优化求解及其结果查看
4.4.1 结构静力学分析操作步骤
打开随书光盘part源文件所在的文件夹路径： Book_CD\Part\Part_CAE_Unfinish\Ch04_Bracket_support，选中 文件Bracket_support.prt，调出主模型。在三维建模环境中，预先查看 一下和本次优化过程设计变量有关的特征内容和相应尺寸。
Y向位移云图及 最大最小值
2）查看Von-Mises应力云图
依次展开【Solution 1】、【应力-单元节点】和【Von-Mises】节点，双击 【Von-Mises】节点并在工具栏中打开【标记开/关】命令，得到该模型的 Von-Mises应力分布情况；
Von-Mises应 力云图及最大 最小值
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】显示模式，单击工具 栏中的【保存】图标，将上述成功的操作结果保存下来；切换到【仿真导航 器】窗口界面，完成计算结果的分析，也为后续优化设计操作提供了约束条 件合理的基准值。
2019/12/25
4.4.2 结构优化分析操作步骤 （1）建立优化解算方案
在仿真窗口中单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹出【求解】 对话框，单击【确定】按钮，稍等后完成分析作业，，关闭各个信息窗口，双击出现 的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。
待显示完成， 关闭各窗口
1）查看Y向位移云图
在【后处理导航器】窗口依次展开【Solution 1】、【位移-节点的】和【Y】 节点，双击【Y】节点，结合优化设计的要求以及该值大小，初步确定模型变 形位移的约束条件。
逐个定义
设置相 关参数
4.4.2 结构优化分析操作步骤
建立优化解算方案 优化求解及其结果查看
4.4.1 结构静力学分析操作步骤
打开随书光盘part源文件所在的文件夹路径： Book_CD\Part\Part_CAE_Unfinish\Ch04_Bracket_support，选中 文件Bracket_support.prt，调出主模型。在三维建模环境中，预先查看 一下和本次优化过程设计变量有关的特征内容和相应尺寸。
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第5章
第5章 结构静力学和疲劳分析实例精讲—叶轮叶片分析
本章内容简介 本实例首先利用UG NX高级仿真中的静力学【SOL 101 Linear Statics -
Global Constraints】解算模块，以叶轮叶片为分析对象，依次创建有限元模型 和仿真模型，计算出该模型的位移和应力值，以此作为疲劳分析的名义值，通过 创建耐久性仿真方案，依次选取应力准则、应力类型和疲劳寿命准则，分别计算 了两种工作转速下的结构疲劳寿命，通过查看结构的疲劳寿命、疲劳损伤程度、 疲劳安全系数及强度安全系数等指标来评判该结构的疲劳性能。
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
5.1基础知识
主要内容大致分为四个部分： 疲劳分析概述 疲劳分析主要参数 疲劳分析操作流程
操作流程
5.2 问题描述
如图为某大型离心压缩机叶轮叶片的实际模型，压缩机叶轮叶片的主要破坏形式 是疲劳破坏，该叶轮叶片的特点是叶片是整体压铸或采用焊接的联结方式，首先 计算该结构线性静力学中的Von-Mises应力和应变值，判断结构在此工况下是否处 于弹变阶段，然后按照最大应力值的工况根据一般的疲劳寿命准则，计算以下条 件的疲劳寿命：
算模块分析模型在工况下的疲劳性能。
（1）创建有限元模型
1）依次左键单击【开始】和【高级仿真】命令， 在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击 【Impeller.prt】节点，进行新建FEM相关操作；
弹出的【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 可进入了创建有限元模型的环境，注意在【仿 真导航器】窗口分级树上出现了相关的数据节 点。
5.4.1 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 5.4.2 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
本章内容简介 本实例首先利用UG NX高级仿真中的静力学【SOL 101 Linear Statics -
Global Constraints】解算模块，以叶轮叶片为分析对象，依次创建有限元模型 和仿真模型，计算出该模型的位移和应力值，以此作为疲劳分析的名义值，通过 创建耐久性仿真方案，依次选取应力准则、应力类型和疲劳寿命准则，分别计算 了两种工作转速下的结构疲劳寿命，通过查看结构的疲劳寿命、疲劳损伤程度、 疲劳安全系数及强度安全系数等指标来评判该结构的疲劳性能。
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
5.1基础知识
主要内容大致分为四个部分： 疲劳分析概述 疲劳分析主要参数 疲劳分析操作流程
操作流程
5.2 问题描述
如图为某大型离心压缩机叶轮叶片的实际模型，压缩机叶轮叶片的主要破坏形式 是疲劳破坏，该叶轮叶片的特点是叶片是整体压铸或采用焊接的联结方式，首先 计算该结构线性静力学中的Von-Mises应力和应变值，判断结构在此工况下是否处 于弹变阶段，然后按照最大应力值的工况根据一般的疲劳寿命准则，计算以下条 件的疲劳寿命：
算模块分析模型在工况下的疲劳性能。
（1）创建有限元模型
1）依次左键单击【开始】和【高级仿真】命令， 在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击 【Impeller.prt】节点，进行新建FEM相关操作；
弹出的【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 可进入了创建有限元模型的环境，注意在【仿 真导航器】窗口分级树上出现了相关的数据节 点。
5.4.1 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 5.4.2 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
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第11章
（2）创建仿真模型
1）单击【仿真导航器】窗口分级树的【Assem1_Non _fem1.fem】节点，右键弹 出快捷菜单，单击【新建仿真】，新建相关操作，【解算方案类型】选取为【SOL 601，106 Advanced Nonlinear Statics】，如图所示，单击【确定】按钮。同时 注意到【仿真导航器】窗口分级树中，新出现了相关的数据节点。 设置相关 参数
钢套
轴瓦
静压轴承装 配主模型
工况条件
轴瓦使用锡青铜（ZQSn3-7-5-1），钢套使用40Cr，工作时钢套不动，将轴瓦沿轴向 压入10mm，压入过程中轴瓦与钢套的摩擦系数取0.05。
为进一步的压入装配工艺优化设计（提取约束反力）提供数据支撑，需要考虑的问题如 下： （1）封油面近油腔边切向变形的确定 （2）弹性轴瓦弹变钢套最大许用应力的确定 轴瓦使用的材料为锡青铜（ZQSn3-7-5-1），屈服强度为260 MPa，抗拉强度极限为 1000 MPa；钢套的材料为40Cr，屈服强度为1178MPa，抗拉强度极限为1240 MPa， 这些材料的抗拉强度极限、屈服极限均为已知，一般由设计手册和产品设计规范分别查 询这两类材料在工况下的许用应力。要避免压入装配过程中出现较大的塑性变形。 （3）确定装配压入力 （4）非线性解算中的其他规定
单击工具栏中的【材料属性】图标，弹出【指派材料】对话框；在图形窗口单击 选中轴瓦模型，单击【新建材料】的【创建】命令，如图所示； 设置相关 参数
单击该命令
3）指派材料：钢套
按照上述的方法，在图形窗口单击选中钢套模型，单击【新建材料】的【创建】 命令，弹出创建各向同性材料对话框，在【名称】中输入【40Cr】，在【属性】 的【质量密度（RHO）】中输入【7.85e-6】,【单位】默认为【kg/mm^3】，在 【弹性常数】的【杨氏模量（E）】中输入【193000】，【单位】选择 【N/mm^2(MPa)】，在【泊松比(NU)】中输入【0.284】；点击【强度】按钮，在 【屈服强度】中输入【1178】，【单位】选择【N/mm^2(MPa)】，在【极限抗拉强 度】中输入【1240】，【单位】选择【N/mm^2(MPa)】，单击【确定】按钮，完成 钢套材料的创建，选择刚才创建好的材料，单击【确定】命令。
第2章UGNX有限元分析入门-专题实例讲述
求，除了结构是轴对称之外，载荷和约束也必须是轴对称的。由
此可见，在轴对称分析中不能有周向变形，因而也不能施加周向 载荷。 UG NX轴对称模型分析的基本要求； 所有的载荷、约束都必须是轴对称的；
2.1.2 问题描述
本章节以HSK刀柄作为分析对象，采用UG NX轴对称的方法，对其承载进 行有限元分析，针对轴对称类零件结构，为了简化模型和减少计算量， UG NX提供了轴对称类结构的求解方案。本实例对刀柄承载进行静力学结 构分析，并设置相关边界条件；
设置相 关参数
设置相关 参数
2)自定义材料
单击工具栏中的【指派材料】图标，弹出【指派材料】对话框，在图形窗口选中被分 割后的两个模型作为【选择体】，单击【新建材料】选项下的【创建】命令，弹出如 图所示的【各向同性材料】对话框。
输入名称 及参数
单击【新建材料】
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
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
（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】，在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击 【HSK63E.prt】节点，右键弹出菜单并单击出现的【新建FEM和仿真】选项，弹 出【新建FEM和仿真】对话框。
2.1 UG NX有限元入门实例1—轴对称分析 本小节主要内容：
基础知识
问题描述 问题分析 操作步骤 本节小结
2.1.1基础知识
弹性力学中将回转体对称于旋转轴而发生变形的问题定义为轴对 称问题。根据铁摩辛柯《弹性理论》中介绍，在轴对称情况下， 只有径向和轴向位移，不能有周向（切向）位移。轴对称分析要
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第3章
（6）创建载荷
1）单击工具栏中的【载荷类型】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【螺 栓预紧力】图标；
设置 相关 参数
2019/12/25
单击确定
螺栓预紧力 施加示意图
2）施加过盈接触压力
单击工具栏中的【载荷类型】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【压力】 图标，弹出对话框；
定义小 端的压 力
UG NX高级仿真支持的线性静力学分析的解算器主要有： （1）NX Nastran-SOL 101 Linear Statics – Global Constraints，全局
约束：该解算类型可以创建具有唯一载荷的子工况，但是每个子工况均使用相同的 约束条件（包括接触条件）。
（2）NX Nastran- SOL 101 Linear Statics – Subcase Constraints，多 个约束：该解算类型可以创建多个子工况，每个子工况既包含唯一的载荷又包含唯 一的约束，设置不同子工况参数并提交解算作业时，解算器将在一次运行中求解每 个子工况。
3.4 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 建立螺栓连接单元 创建仿真模型 创建载荷 创建分析子工况 求解 后处理：分析四种载荷对连杆组产生的变形和应力影响
（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】，在【仿真导航器】窗口分级树中， 单击【Connecting Rod.prt】节点，新建FEM和仿真，进入创建有限元 模型的环境。注意在【仿真导航器】窗口出现了相关数据节点，可以查看 各个节点的含义。
螺栓连接使用螺栓单元，建立在连杆体与大端的连接孔内，对其施加轴向预紧力。 为简化分析，在小头孔，大头孔中使用局部圆柱坐标系，施加径向的载荷近似于余弦载
UG NX 8.5 有限元分析入门与实例精讲 第10章
（3）不同的结构，其物理阻尼参数不尽相同，实际中需要通过实测和比较的方法来获得，本 实例使用模态阻尼，为简化计算，在0~200Hz激励频率作用下，设定其结构的内阻尼参数为常 值0.08。
（4）本例中采用模态频率响应解算器SOL111，使用FREQ1载荷频率的求解方法，频率步长为 2Hz，进行扫频分析。载荷施加点使用刚性连接方式，创建载荷施加于作用点。
单击确定
2）指派材料
单击工具栏中的【指派材料】图标，弹出【指派材料】对话框；
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
选择材料
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
单击该命令
12）创建1D连接
击工具栏中的【1D连接】图标，弹出【1D连接】的对话框； 设置相 关参数
单击该命令
（2）创建仿真模型
1）单击【仿真导航器】窗口分级树的 【robot arm_fem1.fem】节点，右键弹 出快捷菜单，单击【新建仿真】，弹出 【新建部件文件】对话框，在【名称】 中修改为【robot arm_sim1.sim】,选择 合适的存放路径，单击【确定】按钮， 弹出【新建仿真】对话框，默认所有的 选项，单击【确定】按钮,如图所示。
打开随书光盘part源文件所在的文件夹： Book_CD\Part\Part_CAE_Unfinish\Ch10_Robot arm\robot arm.prt模 型，调出如图所示的骨架连接件主模型
1）建立骨架联接系统的FEM模型
依次左键单击【开始】和【高级仿真】命令，在【仿真导航器】窗口分级树中单 击【robot arm.prt】节点，右键单击弹出的【新建FEM】选项，新建FEM，并 进行其他操作，单击【确定】按钮即可进入了创建有限元模型的环境。 设置相关 参数
（4）本例中采用模态频率响应解算器SOL111，使用FREQ1载荷频率的求解方法，频率步长为 2Hz，进行扫频分析。载荷施加点使用刚性连接方式，创建载荷施加于作用点。
单击确定
2）指派材料
单击工具栏中的【指派材料】图标，弹出【指派材料】对话框；
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
选择材料
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
单击该命令
12）创建1D连接
击工具栏中的【1D连接】图标，弹出【1D连接】的对话框； 设置相 关参数
单击该命令
（2）创建仿真模型
1）单击【仿真导航器】窗口分级树的 【robot arm_fem1.fem】节点，右键弹 出快捷菜单，单击【新建仿真】，弹出 【新建部件文件】对话框，在【名称】 中修改为【robot arm_sim1.sim】,选择 合适的存放路径，单击【确定】按钮， 弹出【新建仿真】对话框，默认所有的 选项，单击【确定】按钮,如图所示。
打开随书光盘part源文件所在的文件夹： Book_CD\Part\Part_CAE_Unfinish\Ch10_Robot arm\robot arm.prt模 型，调出如图所示的骨架连接件主模型
1）建立骨架联接系统的FEM模型
依次左键单击【开始】和【高级仿真】命令，在【仿真导航器】窗口分级树中单 击【robot arm.prt】节点，右键单击弹出的【新建FEM】选项，新建FEM，并 进行其他操作，单击【确定】按钮即可进入了创建有限元模型的环境。 设置相关 参数
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。
NX有限元分析示例
NX有限元分析⽰例⾼压SCR试验台结构有限元分析报告⼀，分析⽬的1.1SCR系统管路及试验台的整体强度1.2SCR系统固定⽀撑强度⼆，分析对象图1-2图1-31.SCR系统管路系统原理图图1-1 2. SCR系统管路三维模型图1-2图1-3三，3D模型结构受⼒分析2.分析⽬的2.1SCR系统管路及试验台的整体强度2.2SCR系统固定⽀撑强度3.分析对象2.1根据管路系统的原理图（图1-1），分析得出其主要部件如下：滑动⽀撑、固定⽀撑、膨胀节（万向型）、膨胀节（压⼒平衡型）、混合器、反应器。
2.2受⼒分析2.2.1滑动⽀撑受⼒分析滑动⽀撑受⼒为：管道重⼒+摩擦⼒+管道内⽓体重⼒经计算该⼒F较⼩，计算时可忽略。
2.2.2固定⽀撑受⼒分析固定⽀撑受⼒分析经分析系统对万向型膨胀节的盲板⼒为20T，反应器⼯作重⼒约8.5T。
因此下图中三处红圈位置处的固定⽀撑受⼒为20T，另有反应器处8.5吨的重⼒。
为本次分析的主要载荷。
除此三个固定点受⼒外，其他固定⽀撑点受⼒较⼩，暂不分析。
图2-1四，3D模型结构有限元分析1.分析⽅法基于NX8.5的⾼级有限元分析算法选择求解器：NX NASTRAN 结算⽅案类型：SOL 1012.分析过程2.1．三维模型转化为⼀维单元线条20T20T8.5T2.2．⼀维单元划分⽹格并附加三维截⾯及属性图3-2其中的划分⽹格单元: 26772其中使⽤的节点: 26577单元根据实际三维模型附加截⾯，材料选择为steel 2.3．载荷附加及边界条件固定约束设置图3-2固定位置为：竖梁底部和侧撑固定端。
载荷位置如图3-2 所⽰（共计四个）。
2.4．NX分析分析结果最⼤位移量如图3-3所⽰：图3-3最⼤位移量为：15.56mm，具体位置在图中所⽰部位。
最⼤应⼒节点位置如图3-4 所⽰：图3-4最⼤应⼒节点为：161.61MPa，具体位置在图中所⽰部位。
根据以上软件分析结果汇总如下：此框架在受到载荷情况下的。
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o 1）施加边界约束 o 2）施加载荷
1）施加边界约束
o 单击工具栏中【约束类型】中的【用户定义约束】命令，弹出【用户定义约 束】对话框；
设置相关参数
固定约束施加 示意图
2）施加载荷
o 单击工具栏中的【载荷类型】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【离心】 图标，弹出【离心力】对话框；
2020/3/19
设置相 关参数
设置相关 参数
2)自定义材料
单击工具栏中的【指派材料】图标，弹出【指派材料】对话框，在图形窗口选中被分 割后的两个模型作为【选择体】，单击【新建材料】选项下的【创建】命令，弹出如 图所示的【各向同性材料】对话框。
输入名称 及参数
单击【新建材料】
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
UG NX轴对称模型分析的基本要求； 所有的载荷、约束都必须是轴对称的；
2.1.2 问题描述
本章节以HSK刀柄作为分析对象，采用UG NX轴对称的方法，对其承载进
行有限元分析，针对轴对称类零件结构，为了简化模型和减少计算量，
UG NX提供了轴对称类结构的求解方案。本实例对刀柄承载进行静力学结
选择材料
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
设置相关参数
单击【确定】
5)定义截面模型
去掉【仿真导航器】窗口分级树中【多边形几何体】节点的【Polygon Body (3)】子 节点方框中的勾选，隐藏-Y向的模型，单击命令工具栏中【仅显示】命令按钮，弹出 【仅显示】对话框，选取对象，单击【确定】，即得到如图所示的截面。
（1）创建有限元模型的解算方案
o 依次左键单击【开始】和【高级仿真】，在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击 【HSK63E.prt】节点，右键弹出菜单并单击出现的【新建FEM和仿真】选项，弹 出【新建FEM和仿真】对话框。
设置为轴 对称
单击确定
弹出信息对话框
仿真导航器新增新的节点
单击关闭
（2）创建有限元模型
理想化模型环境下简化模型 自定义材料 创建物理属性 网格属性定义 定义截面模型
1)理想化模型环境下简化模型
单击【仿真导航器】窗口分级树中【HSK63E_sim1.sim】节点的【HSK63E_fem1_i.prt】 子节点（理想化模型节点），即可进入理想化模型环境：先理想化几何体，再对称分 割模型；
UG NX有限元分析入 门-专题典型实例
本章内容简介 工程实际结构中，经常碰到结构几何形状呈现对称性的、在外载荷作用下变
形也呈现对称形式的问题，对这一类的工程问题的有限元分析，按பைடு நூலகம்模型是否具 备旋转轴， UG NX高级仿真中分别提供了轴对称分析类型、约束对称命令应用及 其相应的工作流程和参数设置方法，目的都是为了减少计算模型的规模，提高计
位移幅值 云图
Von Mises 云图
2）查看云图最大值及最小值
o 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；
Von Mises 云图 最大值及最小值
3）注释N个最大值及最小值
o 通过【拖动注释】命令来放置和调整最大值与最小值的位置，单击【新建注 释】命令，弹出相应的对话框
单击确定
设置相 关参数
（5）求解及后处理
p在仿真窗口中单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹 出【求解】对话框，单击【确定】按钮，稍等后完成分析作业，关闭各个信 息窗口，双击出现的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。
1）云图结果查看
o 在【后处理导航器】窗口分级树中，点击【Solution 1】，打开【位移-节点的】前面 的加号（+），单击【幅值】节点，可以查看截面的整体变形情况。打开【应力-单元 节点的】前面的加号（+），选择【Von Mises】可以查看截面的Von Mises的应力情 况。
算效率。
2.1 UG NX有限元入门实例1—轴对称分析
本小节主要内容： 基础知识 问题描述 问题分析 操作步骤 本节小结
2.1.1基础知识
弹性力学中将回转体对称于旋转轴而发生变形的问题定义为轴对 称问题。根据铁摩辛柯《弹性理论》中介绍，在轴对称情况下， 只有径向和轴向位移，不能有周向（切向）位移。轴对称分析要 求，除了结构是轴对称之外，载荷和约束也必须是轴对称的。由 此可见，在轴对称分析中不能有周向变形，因而也不能施加周向 载荷。
相关操作后得 到的截面模型
（3)划分网格
单击工具栏中的【2D网格】图标，弹出【2D网格】对话框 仿真导航器新增节点
设置相关 参数
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 单击【仿真导航器】窗口分级树中【HSK63E_fem1.fem】节点，右键弹出 快捷菜单的【显示仿真】命令，弹出【HSK63E_sim1.sim】节点并单击该 选项，即进入SIM仿真环境
构分析，并设置相关边界条件；
HSK刀柄实体 模型
三维简化 模型
材料参数表
2.1.3 问题分析
该HSK刀柄的几何形状、载荷条件以及边界条件均满足轴对称结构分析的基本 条件，因此，可以按照轴对称解算方法对其进行承载求解。
本实例关键操作是：合理简化和选取零件截面作为分析对象，因此，对于坐标 系设置十分重要，本实例中没有涉及到对坐标系原点及坐标轴调整，以及对主 模型做重定位操作方法。
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
o 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；
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
1）施加边界约束
o 单击工具栏中【约束类型】中的【用户定义约束】命令，弹出【用户定义约 束】对话框；
设置相关参数
固定约束施加 示意图
2）施加载荷
o 单击工具栏中的【载荷类型】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【离心】 图标，弹出【离心力】对话框；
2020/3/19
设置相 关参数
设置相关 参数
2)自定义材料
单击工具栏中的【指派材料】图标，弹出【指派材料】对话框，在图形窗口选中被分 割后的两个模型作为【选择体】，单击【新建材料】选项下的【创建】命令，弹出如 图所示的【各向同性材料】对话框。
输入名称 及参数
单击【新建材料】
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
UG NX轴对称模型分析的基本要求； 所有的载荷、约束都必须是轴对称的；
2.1.2 问题描述
本章节以HSK刀柄作为分析对象，采用UG NX轴对称的方法，对其承载进
行有限元分析，针对轴对称类零件结构，为了简化模型和减少计算量，
UG NX提供了轴对称类结构的求解方案。本实例对刀柄承载进行静力学结
选择材料
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
设置相关参数
单击【确定】
5)定义截面模型
去掉【仿真导航器】窗口分级树中【多边形几何体】节点的【Polygon Body (3)】子 节点方框中的勾选，隐藏-Y向的模型，单击命令工具栏中【仅显示】命令按钮，弹出 【仅显示】对话框，选取对象，单击【确定】，即得到如图所示的截面。
（1）创建有限元模型的解算方案
o 依次左键单击【开始】和【高级仿真】，在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击 【HSK63E.prt】节点，右键弹出菜单并单击出现的【新建FEM和仿真】选项，弹 出【新建FEM和仿真】对话框。
设置为轴 对称
单击确定
弹出信息对话框
仿真导航器新增新的节点
单击关闭
（2）创建有限元模型
理想化模型环境下简化模型 自定义材料 创建物理属性 网格属性定义 定义截面模型
1)理想化模型环境下简化模型
单击【仿真导航器】窗口分级树中【HSK63E_sim1.sim】节点的【HSK63E_fem1_i.prt】 子节点（理想化模型节点），即可进入理想化模型环境：先理想化几何体，再对称分 割模型；
UG NX有限元分析入 门-专题典型实例
本章内容简介 工程实际结构中，经常碰到结构几何形状呈现对称性的、在外载荷作用下变
形也呈现对称形式的问题，对这一类的工程问题的有限元分析，按பைடு நூலகம்模型是否具 备旋转轴， UG NX高级仿真中分别提供了轴对称分析类型、约束对称命令应用及 其相应的工作流程和参数设置方法，目的都是为了减少计算模型的规模，提高计
位移幅值 云图
Von Mises 云图
2）查看云图最大值及最小值
o 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；
Von Mises 云图 最大值及最小值
3）注释N个最大值及最小值
o 通过【拖动注释】命令来放置和调整最大值与最小值的位置，单击【新建注 释】命令，弹出相应的对话框
单击确定
设置相 关参数
（5）求解及后处理
p在仿真窗口中单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹 出【求解】对话框，单击【确定】按钮，稍等后完成分析作业，关闭各个信 息窗口，双击出现的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。
1）云图结果查看
o 在【后处理导航器】窗口分级树中，点击【Solution 1】，打开【位移-节点的】前面 的加号（+），单击【幅值】节点，可以查看截面的整体变形情况。打开【应力-单元 节点的】前面的加号（+），选择【Von Mises】可以查看截面的Von Mises的应力情 况。
算效率。
2.1 UG NX有限元入门实例1—轴对称分析
本小节主要内容： 基础知识 问题描述 问题分析 操作步骤 本节小结
2.1.1基础知识
弹性力学中将回转体对称于旋转轴而发生变形的问题定义为轴对 称问题。根据铁摩辛柯《弹性理论》中介绍，在轴对称情况下， 只有径向和轴向位移，不能有周向（切向）位移。轴对称分析要 求，除了结构是轴对称之外，载荷和约束也必须是轴对称的。由 此可见，在轴对称分析中不能有周向变形，因而也不能施加周向 载荷。
相关操作后得 到的截面模型
（3)划分网格
单击工具栏中的【2D网格】图标，弹出【2D网格】对话框 仿真导航器新增节点
设置相关 参数
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 单击【仿真导航器】窗口分级树中【HSK63E_fem1.fem】节点，右键弹出 快捷菜单的【显示仿真】命令，弹出【HSK63E_sim1.sim】节点并单击该 选项，即进入SIM仿真环境
构分析，并设置相关边界条件；
HSK刀柄实体 模型
三维简化 模型
材料参数表
2.1.3 问题分析
该HSK刀柄的几何形状、载荷条件以及边界条件均满足轴对称结构分析的基本 条件，因此，可以按照轴对称解算方法对其进行承载求解。
本实例关键操作是：合理简化和选取零件截面作为分析对象，因此，对于坐标 系设置十分重要，本实例中没有涉及到对坐标系原点及坐标轴调整，以及对主 模型做重定位操作方法。
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
o 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；
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