33_UG热固耦合基础案例_沈春根
合集下载
15_UG有限元带阻尼振动分析_沈春根
0D单元
1D单元
0.2 弹簧单元 – 属性参数表（一维弹簧单元）
PELAS (CELAS2)
PELAS (CELAS1)
0.3 弹簧单元 –
属性参数表（三维弹簧单元CBUSH）
注意：CBUSH1D为一维弹簧单元
0.4 阻尼单元 – 描述
0D单元
1D单元
0.5阻尼单元 – 参数表
PDAMP (CAMP1)
PDAMP （CDAMP2）
0.6 质量单元- 描述
0D单元
1D单元
0.7 质量单元- 参数表
PMASS (CMASS1)
PMASS (CMASS2)
0.8 创建弹簧、质量和阻尼单元的2种方法
1.1 弹簧质量单元静力学分析- 提出问题
此端固定， Z拉伸方 向
弹簧刚度 设定为 10N/mm
计算弹簧的变形量
该节点固 定，X方 向变形
弹簧刚度 设定为 10N/mm
采用有限元计算固 有频率
该节点 质量为 1Kg
2.1 无阻尼单自由度振动系统 – 理论公式
K=1000N/m; M=1Kg。
理论计算： f = 15.924 Hz。
2.2 固有频率计算 – 创建弹簧单元并设置参数
创建1条 直线和2 个点
此端向 下拉力 10N
1.2静力学分析- 构建fem模型及参数
拉伸Z 方向
还可以采用 单元创建命 令（手工）
阻尼系数不影响 静力学计算结果
1.3静力学分析- 构建的弹簧单元
隐藏辅 助线
网格显 示和标 签显示
1.4静力学分析-构建sim模型并求解结果
位移云图
反作用力云图
2.0无阻尼单自由度振动系统 – 固有频率计算
24_UG声振基础案例_沈春根-免费分享
1.3 FEM-对声波域（包络体）划分网格1
物理属性-打开其对话框-类型切换为 【PSOLID-声学流体】-创建-打开 【PSOLID-声学流体】对话框，点击 【选择材料】；
进入【材料列表】-选取空气（Air，必 要时自定义声域体材料）-确认，返回完 成操作；
一般来说，对于声学体材料，只需要密 度、体积模量和声速中的两个即可。
网格效果和导航器 特征树如图所示。
1.2 FEM-建立曲面包络体
插入-曲面包络-曲面包络方案，打开对话框； 选择全部2D单元，分辨率（全局解析度）设为5mm（建议自动计算）； 点击【点】对话框，选择坐标原点作为包络的中心点，确认； 在导航器窗口，如图所示，点击【包络】，注意特征树发生了变化。 隐藏【2D收集器】，即可看到该几何体（声波域、声学体、空气），默认呈现半透明。
1.4 FEM-对声波域（包络体）划分网格2
3D扫略网格（六面体）-选择源面-定义 单元类型为：CHEXA(8)-Acoustic Fluid;
定义单元大小（依据参见后页）； 定义网格收集器。
1.5 FEM- 对声波域划分网格3
要计算最大单元大小，可将最大频 率转换为最大波长并除以 6；
本案例分析上限频率4000Hz，声速 按照340m/s(声速等于波长乘以频 率)，那么最大单元大小约为： 14.17mm;
通过指定最大频率来定义单元大小， 可使用支持对话框内单元大小框中 的 SizeForAcoustics 函数。
结构体单元和声域体单元，两者的单元阶次尽量一致， 给两者接触（耦合）计算带来方便！
触参数、定义扰动频率； 4. 求解和后处理。
关键词：曲面包络、Acoustic Fluid（声学流体）、（声）流体-结构耦合
UGNX有限元单元质量检查沈春根
确保网格/单元的质量和一致性。 确保有限元模型（几何体、网格、参数等
数据）是否符合求解的要求。
1.2 有限元模型检查 – 主要内容和命令1
是最基础的，也是 最重要的命令之一！
1.3 有限元模型检查 – 主要内容和命令2
2.1 单元质量检查 – 评价/检查指标（系统检查）
2.2 单元质量检查 –检查指标（用户可控）1
更新有限元模型：单元解锁之后，一般需要 进一步操作更新有限元模型。
红色为错误单元，黄色为警 告单元；
一个一个查看选项的指标， 可以观察得到哪项指标超差。
3.2 检查实例 - 进一步核查哪项指标超差
3.3 检查实例 – 修改阈值即可通过检查
实际中不建议这么 操作！
3.4 检查实例 – 改善单元质量的方法
单元类型： CQUAD4 单元大小： 2.5mm；
方法1：改 变单元类型； 方法2：减 小单元大小； 方法3：修 复单元，见 下面内容！
单元类型： CTRIA3
单元大小： 3.5mm；
4.0 修复单元方法- 常见的有3种
方法1：分割单元（分割壳），使得单元类型更加简 单，比如对1个四边形单元分割成2个三角形单元，成 功率高得多。
方法2：拖动节点，重新定位模型中的个别节点位置， 改善单元形状的宽高比。
方法3：删除单元，重新手工划分更为简单类型的单 元，降低单元的阶次。
0.805927，就是等边四面体的高度与边长之比， 其结果就是宽高比。 使用等边四面体单元，宽高比值为 1。
定义五面体和六面体的宽高比，略有不同。
2.5 单元质量检查 – （部分单元）阈值示例
根据超出阈值的范围，分为警告和错误两类级别！
3.1 检查实例- 四边形单元 – 按默认限制值结果
数据）是否符合求解的要求。
1.2 有限元模型检查 – 主要内容和命令1
是最基础的，也是 最重要的命令之一！
1.3 有限元模型检查 – 主要内容和命令2
2.1 单元质量检查 – 评价/检查指标（系统检查）
2.2 单元质量检查 –检查指标（用户可控）1
更新有限元模型：单元解锁之后，一般需要 进一步操作更新有限元模型。
红色为错误单元，黄色为警 告单元；
一个一个查看选项的指标， 可以观察得到哪项指标超差。
3.2 检查实例 - 进一步核查哪项指标超差
3.3 检查实例 – 修改阈值即可通过检查
实际中不建议这么 操作！
3.4 检查实例 – 改善单元质量的方法
单元类型： CQUAD4 单元大小： 2.5mm；
方法1：改 变单元类型； 方法2：减 小单元大小； 方法3：修 复单元，见 下面内容！
单元类型： CTRIA3
单元大小： 3.5mm；
4.0 修复单元方法- 常见的有3种
方法1：分割单元（分割壳），使得单元类型更加简 单，比如对1个四边形单元分割成2个三角形单元，成 功率高得多。
方法2：拖动节点，重新定位模型中的个别节点位置， 改善单元形状的宽高比。
方法3：删除单元，重新手工划分更为简单类型的单 元，降低单元的阶次。
0.805927，就是等边四面体的高度与边长之比， 其结果就是宽高比。 使用等边四面体单元，宽高比值为 1。
定义五面体和六面体的宽高比，略有不同。
2.5 单元质量检查 – （部分单元）阈值示例
根据超出阈值的范围，分为警告和错误两类级别！
3.1 检查实例- 四边形单元 – 按默认限制值结果
1_UG有限元难理解术语及其应用NO1_沈春根
还可以来定义蛛网单元， 以对销或螺栓建模、分布 质量、分布载荷或约束， 或定义用于柔性体分析的
连接点；
1D连接替代 销轴连接
3.2、 1D连接 – 操作类型
同时支持基于几何体的连接和基于 FEM 的连接，基于几何体的连接类 型包括： 点到点（几何体） 节点到节点（FEM）
点到边
点到面 边到边
右键单击该1D单元网格，编辑网格相关数据，以编 辑网格中 RBE3 节点的自由度； 可以在任意两个面之间创建此类网格配对条件，而 不必关心它们的相对位置。
2.5 网格配对- 自由重合及作用
源面和目标面上的网格具有相同的单元几何类型；
在源面和目标面之间的接触处有重复节点； 自由重合条件对于调整有滑动趋势的面对面接触 问题很有用；
2.2 网格配对- 类型
粘连重合：在源面和目标面之 间进行几何体和网格匹配； 粘连非重合：在源面和目标面 上的网格之间创建连接； 自由重合：将使源面和目标面 上的网格相互对齐，并在网格 之间不创建任何连接。
2.3 网格配对- 粘结重合及作用
如果源面和目标面在几何结构上是相同的，则将 合并这两个面，创建一个由两个体共享的单个面； 如果这两个面在几何结构上不尽相同，将在这两
5、参考文献
UG NX CAE帮助文件；
UG NX7.0有限元分析入门与实例精讲，机械工
业出版社，2010；
UG NX8.5有限元分析入门与实例精讲，机械工
业出版社，2016；
UG有限元教学 – 系列专题1
UG NX 有限元 难理解术语及其应用-NO1
江苏大学 沈春根 2011年元月 第1版
2015年元月 第3版
目录
仿真坐标系
连接点；
1D连接替代 销轴连接
3.2、 1D连接 – 操作类型
同时支持基于几何体的连接和基于 FEM 的连接，基于几何体的连接类 型包括： 点到点（几何体） 节点到节点（FEM）
点到边
点到面 边到边
右键单击该1D单元网格，编辑网格相关数据，以编 辑网格中 RBE3 节点的自由度； 可以在任意两个面之间创建此类网格配对条件，而 不必关心它们的相对位置。
2.5 网格配对- 自由重合及作用
源面和目标面上的网格具有相同的单元几何类型；
在源面和目标面之间的接触处有重复节点； 自由重合条件对于调整有滑动趋势的面对面接触 问题很有用；
2.2 网格配对- 类型
粘连重合：在源面和目标面之 间进行几何体和网格匹配； 粘连非重合：在源面和目标面 上的网格之间创建连接； 自由重合：将使源面和目标面 上的网格相互对齐，并在网格 之间不创建任何连接。
2.3 网格配对- 粘结重合及作用
如果源面和目标面在几何结构上是相同的，则将 合并这两个面，创建一个由两个体共享的单个面； 如果这两个面在几何结构上不尽相同，将在这两
5、参考文献
UG NX CAE帮助文件；
UG NX7.0有限元分析入门与实例精讲，机械工
业出版社，2010；
UG NX8.5有限元分析入门与实例精讲，机械工
业出版社，2016；
UG有限元教学 – 系列专题1
UG NX 有限元 难理解术语及其应用-NO1
江苏大学 沈春根 2011年元月 第1版
2015年元月 第3版
目录
仿真坐标系
UG有限元0D1D2D实例_沈春根
点和直线没有显示名称；
2、步骤4 – 网格配对操作（目的是建立2个片体的连接）
图形窗口有对 应的符号！
2、步骤5 – 选择质点，建立0D单元，并进行网格相 关数据的编辑
2、步骤6 - 构建2D单元（具体操作略）
定义材料属性、物理属性和网格 属性（厚度均为3mm）； 2张片体的网格大小尽量一致； 编辑网格的显示颜色；
1.2 实例介绍 – 练习目的
构建待分析的装配模型，为简化问题，不分析 底板和撑脚重量对整个结构的重力效应； 在FEM中将重物简化为0D单元；撑脚简化为 1D梁单元；底板简化为2D单元； 本实例要点：一是如何构建0D单元？二是0D单 元如何和底板2D单元上若干个点联接起来？
2、步骤1- 在建模中测量并构建重物的质心点
UG有限元教学 – 系列专题8
UG NX 有限元 0D1D2D综合实例
江苏大学 沈春根 2017年2月 第1版
1.1、实例介绍 – 分析模型及其要求
重物为模拟发动机等 承重体，和底板若干点 进行联接并传递重力；
所有材料为steel；
在顶部载荷作用下， 分析整个结构的变形和
应力分布；
分析撑脚的受力状况。 撑脚4个，截面 25×25，厚3； 底板1个， 厚3； 重物1个，质 量为100kg；
静态线框显示； 软件构建出重物的质 心点，作为0D基础；
抑制其他 实体模型；
2、步骤2 - 进一步简化模型
点（重 物质点）
直线 （撑脚）
片体 （底板）
片体（重 物底面）
也可以在理 想化环Байду номын сангаас中 简化模型！
2、步骤3- 新建FEM，检查各个几何体节点名 称和模型的对应关系
34_UG声学边界元基础案例_沈春根
UG NX有限元培训 – 专题34
NX有限元分析 声学基础案例
（基于 Simcenter Acoustic BEM，NX12.0及以上版本）
江苏大学 沈春根
2020年2月 第1版
了解声学基础知识; 熟悉NX仿真流程。
0.1 Simcenter Acoustics BEM基本概念
使用边界元法 (BEM) 的 Simcenter Acoustics BEM 求解器 环境可以对内部和外部的声学与声振问题进行求解。
打开新建FEM对话框，默认求解器 Simcenter Acoustics BEM，分析 类型：直接声学，确定-进入FEM 环境；
Step1.2 划分2D网格（作为声波传递到潜水器模型的边界）
OR
2D网格-单元类型：TRI3 Acoustic，单元 大小150mm，默认网格收集器，确定；
注意，单元大小也可以输入函数式，括号 内的数值和分析频率最大值有关；
可以计算不同声源产生的声压大小（或者功率大小）、 不同的声源距离，对壳体表面声压的变化；
如果声源所处的方位变化，比如和X轴成45度的角度，可 以计算相应的声压分布变化。
5. 总结和说明
建议进一步了解术语和关键词：BEM(边界元)、直接 /间接声学、网格体素、声学流体及其属性、定义声学 材料的参数（比如水、空气）、定义单元大小函数、 声波源类型、声波指向性（指向极坐标图的含义）、 声压级、麦克风（传感器）网格、吸声器（材料）等。
求解声波传递至潜水器壳体表 面的最大声压级（dB）;
画出250Hz和1000Hz下的声 波指向图（方向性分析图）；
分析频率为250、500、750、 1000Hz等4个频率。
Step1.1：构建CAD模型，新建FEM文件
NX有限元分析 声学基础案例
（基于 Simcenter Acoustic BEM，NX12.0及以上版本）
江苏大学 沈春根
2020年2月 第1版
了解声学基础知识; 熟悉NX仿真流程。
0.1 Simcenter Acoustics BEM基本概念
使用边界元法 (BEM) 的 Simcenter Acoustics BEM 求解器 环境可以对内部和外部的声学与声振问题进行求解。
打开新建FEM对话框，默认求解器 Simcenter Acoustics BEM，分析 类型：直接声学，确定-进入FEM 环境；
Step1.2 划分2D网格（作为声波传递到潜水器模型的边界）
OR
2D网格-单元类型：TRI3 Acoustic，单元 大小150mm，默认网格收集器，确定；
注意，单元大小也可以输入函数式，括号 内的数值和分析频率最大值有关；
可以计算不同声源产生的声压大小（或者功率大小）、 不同的声源距离，对壳体表面声压的变化；
如果声源所处的方位变化，比如和X轴成45度的角度，可 以计算相应的声压分布变化。
5. 总结和说明
建议进一步了解术语和关键词：BEM(边界元)、直接 /间接声学、网格体素、声学流体及其属性、定义声学 材料的参数（比如水、空气）、定义单元大小函数、 声波源类型、声波指向性（指向极坐标图的含义）、 声压级、麦克风（传感器）网格、吸声器（材料）等。
求解声波传递至潜水器壳体表 面的最大声压级（dB）;
画出250Hz和1000Hz下的声 波指向图（方向性分析图）；
分析频率为250、500、750、 1000Hz等4个频率。
Step1.1：构建CAD模型，新建FEM文件
3_UG有限元力矩和扭矩施加_沈春根
1.2 扭矩实例- 施加在圆柱体上
棱边 固定 直接施加 在多边形 棱边上
1.2 扭矩实例- 施加在圆柱体上-解算结果
节点旋转角度
单元节点应力
2.1 力矩的基本概念
力矩载荷不能像力载荷的施加，
直接在棱边 施加力矩， 解算失败！
不能直接作用在分析对象的单
元或者节点上，从而将载荷传 递给其他单元或者节点； 需要额外创建附加的单元或者 节点，将载荷传递给分析对象；
力矩单位和扭矩一样，常用
N.m。
2.2 力矩施加在圆柱体上- 实例-步骤1
先构建直线； 再建立1D刚性杆；
2.3 力矩施加在圆柱体上- 实例-步骤2
1D蛛网连接也是刚性杆！
2.4 力矩施加在圆柱体上- 实例-1D连接效果
完成操作 后，勿忘 模型更新！
2.5 力矩施加在圆柱体上- 实例-步骤3
3.2 离心力- 实例（CAD模型和上述相同）
Z轴旋转自 由度须释放
旋转速度为 10000 rev/min; 线框模式显示离 心力符号.
3.3 离心力- 实例- 解算结果
单元节点位移
单元节点应力
3、总结
总体来说，力矩载荷（弯矩）的施加操作较为复杂，
需要理解其基本作用和机理； 在施加载荷的端面处，创建一个杆（梁）单元，梁 单元和该端面节点通过1D蛛网联结，从而形成一个传 递载荷的通道； 该梁单元也可称为“义单元”，类似于运动仿真中 义杆的作用。
注意矢量
2.6 力矩施加在圆柱体上- 实例-解算结果
单元节点位移
单元节点应力
3.1 离心力- 基本概念
离心载荷是在部件绕轴旋转时生成的； 定义离心载荷时，输入速度值和加速度值； 和扭矩、力矩一样，常用于轴类零部件受力分析 场合。 定义和操作时，指定矢量为旋转轴；指定点为模 型质心点。
33_UG热固耦合基础案例_沈春根
本实例也可以采用Simcenter 3D Multiphysics多物理场来进 行计算。
出现预加的温度载荷！
Step6. 完善Mapping Natran解算方案
激活Mapping Nastran方案； 将公共约束中的固定约束拖
至本方案的约束集内； 对本解算方案进行求解； 求解结束后，结果下的节
点 [Sturctural]，会显亮， 表明求解成功，可以双击打 开它。
Step7. 查看后处理-温度载荷造成的变形和应力
Step4. 选择源模型结果文件和设置输出
Step4. （继续） 查看导航器窗口的变化
如图所示，修改名称 Solution 1 （如果上述操 作没有完成的话）为 Solution 3 mapping；
对该解算方案进行求解； 求解的目的：将bun文
件中的温度数据，关联 至结构解算方案来。
Step5. 映射方案求解后得到新的结构方案
Step1. 完成温度解算方案和后处理（查看专题32）
便于区分，将解算方 案进行重命名
注意：在计算结果文件夹中，会找到一个后缀名为bun的文件（包含了网格 和后处理结果数据）！
Step2. 新建结构分析sim文件和解算方案
如果将这些文件取 名“见名思义”的 新名称，则更好！
以散热座CAD模型（Model1）或者上述温 度场分析操作所生成的i模型为参考，新建 结构分析用的fem和sim文件。
新建结构分析sim文件和解算方案?以散热座cad模型model1或者上述温度场分析操作所生成的i模型为参考新建如果将这些文件取结构分析用的fem和sim文件
UG NX有限元培训 – 专题33
NX有限元分析 热-固耦合分析基础案例
（采用Mapping映射方法）
出现预加的温度载荷！
Step6. 完善Mapping Natran解算方案
激活Mapping Nastran方案； 将公共约束中的固定约束拖
至本方案的约束集内； 对本解算方案进行求解； 求解结束后，结果下的节
点 [Sturctural]，会显亮， 表明求解成功，可以双击打 开它。
Step7. 查看后处理-温度载荷造成的变形和应力
Step4. 选择源模型结果文件和设置输出
Step4. （继续） 查看导航器窗口的变化
如图所示，修改名称 Solution 1 （如果上述操 作没有完成的话）为 Solution 3 mapping；
对该解算方案进行求解； 求解的目的：将bun文
件中的温度数据，关联 至结构解算方案来。
Step5. 映射方案求解后得到新的结构方案
Step1. 完成温度解算方案和后处理（查看专题32）
便于区分，将解算方 案进行重命名
注意：在计算结果文件夹中，会找到一个后缀名为bun的文件（包含了网格 和后处理结果数据）！
Step2. 新建结构分析sim文件和解算方案
如果将这些文件取 名“见名思义”的 新名称，则更好！
以散热座CAD模型（Model1）或者上述温 度场分析操作所生成的i模型为参考，新建 结构分析用的fem和sim文件。
新建结构分析sim文件和解算方案?以散热座cad模型model1或者上述温度场分析操作所生成的i模型为参考新建如果将这些文件取结构分析用的fem和sim文件
UG NX有限元培训 – 专题33
NX有限元分析 热-固耦合分析基础案例
（采用Mapping映射方法）
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
20_UG响应仿真SOL111应用_沈春根
所需模态有频率大小
基本确定：扫频的最 大频率为7200Hz， 最小频率200Hz。
1.3、 新建SOL111解算方案和解算步骤
1.4 设置扫频频率的类型和参数 ，并添加到列表中
1.5 设置阻尼值的数据类型（表数据）
用于固定阻尼值 的填写； 也可以用于非恒 定值的填写；
UG NX有限元培训 – 专题20
UG NX有限元分析
响应仿真（SOL111应用）
江苏大学 沈春根
2017年10月第1版
内部教学，请勿外传
0.1、 频率响应（扫频）分析的情况简介
此棱边 固定 模型的结 构阻尼值： 0.04 棱边Z向，承 受一个频率函 数的扰动力
该A点的 应力响应？
该B点的 位移响应？
0.2、 频响分析的主要流程
建立FEM、SIM文件；
建立 SOL103实特征值解算方案； 计算模态并查看结果； 建立SOL111解算方案和解算步骤； 设置扫频频率类型和范围；
设置阻尼值类型和参数；
定义边界约束； 求解并查看结果。
1.1、建立fem、sim和SOL103实特征值解算方案
1.6、施加约束
此棱边 全固定
1.7、施加力载荷（表格式数据）
此为连 续规律 的数据
此为不连续或 者离散规律的 数据
1.7、 扰动力的规律和数据填写
扰动力的描述： 随着激励频率从200 至7200Hz，其大小 从1N增加到5N，增 加规律服从线性插 补。
1.8、 求解并查看结果
1.8.1、查看：扰动频率250Hz的变形和应力云图
1.8.2、新建图表，查看A点应力响应的方法
选定 A点
类型： 应力
频率 范围
22_UG响应仿真SOL108应用V1_沈春根-免费分享
1.8.1、查看：扰动频率250Hz的变形云图
1.8.2、查看：扰动频率250Hz的应力云图
1.8.3、新建图表，查看A点应力响应的方法
选定 A点
类型： 应力
频率 范围
1.8.3、新建图表，查看A点应力响应曲线
第1阶固有频率下应力响应的幅值最大！
1.8.4、新建图表，查看B点位移响应的方法
该A点的 应力响应？
该B点的 位移响应？
1.2、直接频率响应分析的条件和要求2
频率 /Hz
0 200 7200
力 /N
0 1 5
阻尼值
0 0.04 0.04
扫频范围：200-7200Hz,扫频增量值：50Hz.
0.2、 直接频响分析的主要流程
建立FEM、SIM文件；
建立 SOL103实特征值解算方案； 计算模态并查看结果； 建立SOL108解算方案和解算步骤； 设置扫频频率类型和范围；
1.6、施加约束
此棱边 全固定
1.7、施加力载荷（表格场数据）
此为连 续规律 的数据
此为不连续或 者离散规律的 数据
1.7、 扰动力的规律和数据填写
扰动力的描述： 随着激励频率从200 至7200Hz，其大小 从1N增加到5N，增 加规律服从线性插 补。
1.8、 求解并查看结果（应关注模态1的对应值）
如果不关注分析模 型的模态和固有频 率，则前3个步骤可 以省略！
定义边界约束、定义扰动力（频率函数）；
编辑解算方案，在参数中定义阻尼值； 求解并查看结果。
1.1、建立fem、sim和SOL103实特征值解算方案
所需模态 数量：6
1.2、查看模态振型和前6阶固有频率大小
基本确定：扫频的最 大频率为7200Hz， 最小频率200Hz。
HSK热装式刀具设计的数值计算和分析
响 “下面考察工具系统在不同的转速下惯性离心力
对接触性能的影响情况，在如图２所示的ＨＳＫ ５０Ｅ 热装式刀具基本有限元模型基础上，分别施加各个 转速下离心力载荷条件，计算后得到图７所示的不 同转速对径向位移和接触应力的影响规律，通过比 较可以得到如下结论：
在工作转速５０００ｒｐｍ下，离心力大小对接触面 性能基本上没有影响，当转速达到１００００ｒｐｍ之后， 接触变形位移量增大，接触有效应力逐渐下降。
配合的基本尺寸一旦确定，过盈量是决定接触 性能的主要因素。接触变形和接触应力均随着过盈 量的增大而增大，接触应力过小，夹持强度低造成传 递扭矩的能力不够，易造成接触面打滑；接触应力过 大并且接近材料的屈服强度极限时，易造成接触疲 劳而损失刀杆。
如果选用刀具直径较小，可以选取相对较小的 过盈量，在保证刀杆强度的前提下，可以提高刀杆反 复使用的寿命；如果选用刀具直径较大，可以选取相 对较大的过盈量，可以提高夹持的稳定性和可靠性。
ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌｓ ０ｆ Ｄ４０６Ａ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙ－
ｎｘ捌ａｎｄ ｓｉｓ ｏｆ ｍａｒｔｉａｌ ｐｅｆｆｏｎｍｎｃｅ、ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ；ｔｈｅｎ ａ ｌａｒｇｅ ｓｅｔ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄ，，ｃｔｅｄ ｆｏｒ Ｄ４０６Ａ ｕ铲
图１ ＨＳＫ热装式工具系统的结构 显然，这类热装式刀具的静动态特性和承载能 力受到刀杆壁厚、配合长度和过盈量大小的影响，而 面接触是属于非线性约束问题，在保证刀具整体强 度和刚度的基础上，为了确保刀杆夹持刀具的强度 和可靠性，需要采用专业的有限元分析软件，精确计 算在整个配合长度的接触面上的变形和应力大 小［５，６Ｉ。 本文采用有限元软件ＮＸ Ｎａｓｔｒａｎ的面接触功 能，计算上述不同参数对接触变形和接触有效应力
对接触性能的影响情况，在如图２所示的ＨＳＫ ５０Ｅ 热装式刀具基本有限元模型基础上，分别施加各个 转速下离心力载荷条件，计算后得到图７所示的不 同转速对径向位移和接触应力的影响规律，通过比 较可以得到如下结论：
在工作转速５０００ｒｐｍ下，离心力大小对接触面 性能基本上没有影响，当转速达到１００００ｒｐｍ之后， 接触变形位移量增大，接触有效应力逐渐下降。
配合的基本尺寸一旦确定，过盈量是决定接触 性能的主要因素。接触变形和接触应力均随着过盈 量的增大而增大，接触应力过小，夹持强度低造成传 递扭矩的能力不够，易造成接触面打滑；接触应力过 大并且接近材料的屈服强度极限时，易造成接触疲 劳而损失刀杆。
如果选用刀具直径较小，可以选取相对较小的 过盈量，在保证刀杆强度的前提下，可以提高刀杆反 复使用的寿命；如果选用刀具直径较大，可以选取相 对较大的过盈量，可以提高夹持的稳定性和可靠性。
ｆｏｒｃｅ ｍｏｄｅｌｓ ０ｆ Ｄ４０６Ａ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙ－
ｎｘ捌ａｎｄ ｓｉｓ ｏｆ ｍａｒｔｉａｌ ｐｅｆｆｏｎｍｎｃｅ、ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ；ｔｈｅｎ ａ ｌａｒｇｅ ｓｅｔ ｏｆ ｔｕｒｎｉｎｇ ｔｅｓｔｓ ｈａｄ ｂｅｅｎ ｃｏｎｄ，，ｃｔｅｄ ｆｏｒ Ｄ４０６Ａ ｕ铲
图１ ＨＳＫ热装式工具系统的结构 显然，这类热装式刀具的静动态特性和承载能 力受到刀杆壁厚、配合长度和过盈量大小的影响，而 面接触是属于非线性约束问题，在保证刀具整体强 度和刚度的基础上，为了确保刀杆夹持刀具的强度 和可靠性，需要采用专业的有限元分析软件，精确计 算在整个配合长度的接触面上的变形和应力大 小［５，６Ｉ。 本文采用有限元软件ＮＸ Ｎａｓｔｒａｎ的面接触功 能，计算上述不同参数对接触变形和接触有效应力
5_UG有限元螺栓连接分析实例_沈春根
蛛网连接； CBAR 或 CBEAM 单元
1D单元； RBE2 或 RBE3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ单元
0.2 基础- 定义螺栓特征和尺寸
A 螺栓头的直径，使用孔的边或孔的中心点来定义螺栓头的位置； B 螺栓的总长度，包括螺栓头。如果在螺纹孔中创建螺栓，则必须指定螺栓长度。 C 螺栓螺母的直径，使用孔的边或孔的中心点来定义螺栓头的位置。 D 螺栓轴直径，可通过1D 单元关联的梁横截面来控制直径。 E 螺栓的有效螺纹长度。对于螺纹孔中的螺栓，必须指定有效螺纹长度。
0.3 基础- 螺栓螺母连接FEM模型
头部孔端面 单元节点
1D单元
螺母孔端面 单元节点
0.4 基础- 螺纹连接FEM模型
头部孔端面 单元节点
1D单元
和螺纹连接 对应单元节 点
1.1螺栓螺母连接实例-指定螺栓头部及其尺寸
1.2螺栓螺母连接实例-指定螺母及其尺寸
1.3螺栓螺母连接实例-其他参数默认并确定
定义1D 属性
1.4螺栓螺母连接实例- 定义1D属性
截面尺 寸 材料，也 可自定义 材料
1.5螺栓螺母连接实例- 查看导航器窗口数据 结构及其对应关系
1.6螺栓螺母连接实例- 解算结果（垂直方向变形）
底板之间不施加 面面接触约束
底板之间施加面 面接触约束
1.7螺栓螺母连接实例-螺栓轴和接触面结果
UG有限元教学和培训 – 系列专题5
UG NX 有限元
螺栓连接分析实例
江苏大学 沈春根 2011年2月 第1版 2017年3月 第2版 UG NX8.5版本以上
目录
螺栓连接有限元基础
螺栓螺母连接实例；
螺栓螺钉连接实例； 带预紧力螺栓螺钉连接实例；
UG有限元1D梁实例_沈春根
2.3.2 、实例总结3 - 1D连接的作用
连接一个 FEM 模型中的多个片体和实体； 连接一个装配 FEM 模型中的 相邻FEM模型； 定义蛛网单元（点到边的一种1D连接方式），用 于螺栓连接、销轴连接等场合；
优势：简化模型，减小了计算规模； 不足：需要手工去操作，有点麻烦； 建议：耐心学习，掌握方法和技巧。
横梁圆钢两端和纵梁槽钢
端面没有连接在一起！ 需要偏置槽钢的位置！否
则力和约束条件无法传递！
1.7、步骤7 – 指定（槽钢）截面的定位点
1.8、步骤8.1 – 指定截面位置（将截面点位点和创 建直线定位点重合，操作完成后检查是否连接在一起了？）
选中该直线
实际中还可以调整3个偏置值， 目的是保证相邻梁能够连接起来！
可以单独构建曲线，也 可以从分析实体模型上 抽取曲线； 可以将曲线构建在一个 模型中，也可以采用装 配形式； 注意：曲线之间尽量相
交，要检查有无断点？
1.2、步骤2 – 进入高级仿真，新建FEM
点击几何体选项中， 勾选直线，并确认；
1.3、步骤3 – 定义截面及其属性
左、右槽 钢梁截面
1D 网格； 1D 单元截面（创建横截面并将它们指派到 1D 杆或梁单元的网格）； 1D 连接（连接离散网格或几何体）；
2.3.1、实例总结3 - 1D网格的作用
用来创建与模型几何体关联的一维单元网格； 一维单元是包含两个节点的单元，根据类型的不 同，可能需要定义方向，才能确定截面方位； 通常应用于梁、加强筋和桁架结构。
3、参考文献
UG NX CAE帮助文件；
UG NX7.0有限元分析入门与实例精讲，机械工
业出版社，2010；
30_UG流体基础案例瞬态_沈春根
4.1 后处理 - 结果1 –速度云图
增量的时间段，和【结果采样】时间的设置一致。
4.2 后处理 - 结果2- 切割平面速度云图
在导航器窗口，双击-结果-Flow – 进 入后处理窗口；
依次点开：流-增量12 - 速度（单元节点） - X（方向根据需要选择，或 者幅值视图对话框；
来显示速度变化及漩涡产生； 等等其他的结果及其显示方式。
5.总结和说明
掌握删除面命令在构建流体域中的用法； 理解时间段（结束时间）的设置依据； 瞬态解算方案的主要参数及其设置方法； 选择合理的湍流模型，了解它们各自的运用场合。
点击【显示于（切割平面）】栏的 【选项】- 弹出切割平面对话框；
切割平面切换为【X】、剪切侧切换 为【全部输出】，X坐标中输入 【0】；
两次确认。
4.4 后处理-结果3–弯管横截面A-速度迭代显示
进一步操作，可以实现： 动画显示横截面B的速度云图（随时间
变化）； 采用【分段】、【等值线】等显示模式，
解算方案细节-湍流模型，切换 为标准的K-Epsilon模型；
（如果选择解算方案类型为高级流， 则选择更高级的湍流本构模型） 解算方案类型：瞬态。
3.2 编辑解算方案-定义壁函数和选中旋涡输出结果
3.3 编辑解算方案-瞬态时间参数
由管长和速度来估算 决定了计算精度
关注弯管区域的时间段
求解
等待大概20分钟。
采用标准K-ε湍流模 型进行解算（当然， 可以采用【高级流】 提供的湍流模型）。
2.1 前处理- 构建流体域1（在i环境中）
应用模块、前/后处理； 新建FEM，Simcenter
热/流； 双击i.prt，进入理想化
环境； 提升体； 几何体准备-有界平面
05_NX CAM曲面铣刀路优化案例_沈春根
（圆角）清根 （圆角）清根
演示的主要内容
陡峭角对刀轨效果的影响 不同切削模式的刀轨效果
最小切削长度的作用 陡峭和非陡峭之间的重叠距离 切削方向和切削顺序对刀轨的影响
切削区域刀轨的修剪和延伸 多条刀路和参考刀具刀路的比较 垂直方向陡峭圆角的刀路优化
通过探索和调整操作中的相关参数，使得刀路优化并更加符合切削的要求。
局部放大的刀轨图（相接区域没有重叠）
陡峭 刀轨
非陡峭刀轨： 平行往复
相接区域 相接区域 相接区域
陡峭刀轨： 往复深度加工
非陡峭 刀轨
4.1 实例4：陡峭和非陡峭重叠距离大于0的效果
相接区域： 刀路适当重叠。
5.0实例5：固定轴引导曲线铣削跑道模型
加工对象 辅助建模 使用刀具 操作类型 驱动方法 切削模式 切削区域
窄小区域： 产生刀路！
4.0 实例4-陡峭和非陡峭重叠距离为0的效果
加工对象
精加工各个 斜坡面
使用刀具
球头刀
操作类型
固定轴轮廓铣
驱动方法
区域铣削
切削模式（非陡峭） 平行往复
切削模式（陡峭） 往复深度加工
陡峭方法
陡峭和非陡峭
陡峭壁角度
45度
问题：陡峭和非陡峭的过渡区域，如果重叠距离为0， 则会出现未加工的可能，造成该区域表面质量不佳。
NX CAM培训系列教程05
NX CAM 实例教程
固定轴轮廓铣之刀路优化实例
江苏大学 沈春根 2017年第1版本 2020年第2版本
实例目录
序号
实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 实例8
操作类型
固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴引导曲线曲面铣 固定轴引导曲线曲面铣
演示的主要内容
陡峭角对刀轨效果的影响 不同切削模式的刀轨效果
最小切削长度的作用 陡峭和非陡峭之间的重叠距离 切削方向和切削顺序对刀轨的影响
切削区域刀轨的修剪和延伸 多条刀路和参考刀具刀路的比较 垂直方向陡峭圆角的刀路优化
通过探索和调整操作中的相关参数，使得刀路优化并更加符合切削的要求。
局部放大的刀轨图（相接区域没有重叠）
陡峭 刀轨
非陡峭刀轨： 平行往复
相接区域 相接区域 相接区域
陡峭刀轨： 往复深度加工
非陡峭 刀轨
4.1 实例4：陡峭和非陡峭重叠距离大于0的效果
相接区域： 刀路适当重叠。
5.0实例5：固定轴引导曲线铣削跑道模型
加工对象 辅助建模 使用刀具 操作类型 驱动方法 切削模式 切削区域
窄小区域： 产生刀路！
4.0 实例4-陡峭和非陡峭重叠距离为0的效果
加工对象
精加工各个 斜坡面
使用刀具
球头刀
操作类型
固定轴轮廓铣
驱动方法
区域铣削
切削模式（非陡峭） 平行往复
切削模式（陡峭） 往复深度加工
陡峭方法
陡峭和非陡峭
陡峭壁角度
45度
问题：陡峭和非陡峭的过渡区域，如果重叠距离为0， 则会出现未加工的可能，造成该区域表面质量不佳。
NX CAM培训系列教程05
NX CAM 实例教程
固定轴轮廓铣之刀路优化实例
江苏大学 沈春根 2017年第1版本 2020年第2版本
实例目录
序号
实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 实例8
操作类型
固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴轮廓铣之区域铣 固定轴引导曲线曲面铣 固定轴引导曲线曲面铣
12_UG NX有限元网格控制应用_沈春根-免费分享
UG NX有限元培训 – 专题12
UG NX有限元分析 网格控制的应用
江苏大学 沈春根 2015年2月 第1版 2017年4月 第2版Biblioteka UG NX10.0 及以上版本
目录
网格控制的用途和类型 网格控制 - 映射的孔 网格控制 – 圆角网格细化 网格控制 - 圆柱面网格细化
0.1 网格控制的用途
3 网格控制 – 圆柱面网格细化
沿着圆柱面长 度方向，创建 一个结构性单 元网格，规则 整齐；
在局部区域或者边界上细化网格； 使用边密度和面密度，可以在局部控制特定边
和特定面上单元的数量及其分布情况； 可以在倒圆角区域细化网格；
0.2 网格控制的类型
1 网格控制 – 映射的孔四周网格细化
未做映射孔网格控制
映射的孔网格控制
2 网格控制 – 过渡圆角网格细化
生成沿圆角、倒 圆或圆角表面的 长度分布的结构 性单元网格，规 则整齐；
UG NX有限元分析 网格控制的应用
江苏大学 沈春根 2015年2月 第1版 2017年4月 第2版Biblioteka UG NX10.0 及以上版本
目录
网格控制的用途和类型 网格控制 - 映射的孔 网格控制 – 圆角网格细化 网格控制 - 圆柱面网格细化
0.1 网格控制的用途
3 网格控制 – 圆柱面网格细化
沿着圆柱面长 度方向，创建 一个结构性单 元网格，规则 整齐；
在局部区域或者边界上细化网格； 使用边密度和面密度，可以在局部控制特定边
和特定面上单元的数量及其分布情况； 可以在倒圆角区域细化网格；
0.2 网格控制的类型
1 网格控制 – 映射的孔四周网格细化
未做映射孔网格控制
映射的孔网格控制
2 网格控制 – 过渡圆角网格细化
生成沿圆角、倒 圆或圆角表面的 长度分布的结构 性单元网格，规 则整齐；
40_NX热流耦合之散热箱分析_沈春根
1.4.4 步骤4-定义sim定义热传导
主区域：选择陶瓷加热块的底面； 次区域：选择PCB板的顶面； 输入热耦合参数。
1.5 步骤5-定义解算方案
解算方案细节：定 义湍流模型（本例 采用默认的混合长 度模型）；
环境条件：定义重 力方向；
3D流：默认壁处 理选项；
结果选项：默认。
1.6 步骤6-求解并监控收敛
其中的热膨胀系数不必 考虑。
1.4.1 步骤4-定义sim-定义边界条件-入口流（3处）
1.4.2 步骤4-定义sim-定义边界条件-出口流-风扇
选中空气域表面上的圆环曲线； 新建风机曲线，输入的表数据见前面0.3节。
1.4.3 步骤4-定义sim-定义热载荷
选取热载荷； 选择陶瓷加热块（表面）； 输入热载荷参数。
进入i环境； 提升体； 草绘图，并投影曲线，形成新曲线； 分割面，完成3个窗口和风扇的曲线建模； 返回进入fem环境。
1.3 步骤3-划分FEM网格并定义热属性参数
对空气域、陶瓷加热块 和PCB分别划分网格；
建立自动网格配对； 参见0.2节说明，定义各
自的热参数。注意单位！ 不考虑热固耦合问题，
1.7 步骤7-后处理1-流速矢量图
进一步可以 查看流速矢 量图动画
1.7步骤7-后处理2-流场温度分布
查看某一个 截面上的流 体温度分布
3 出口-散热风扇 出口流，往外散热，参数见风扇曲线表
4
热耦合
陶瓷加热块和PCB板接触并进行热传递，系数为：
8000w/m^2.dc。
参数 零件
空气域 陶瓷加热块
PCB板
密度 Kg/mm^3
1.2 7000
1000
导热系数 w/mm.dc 2.63e-005
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UG NX有限元培训 – 专题33
NX有限元分析 热-固耦合分析基础案例
（采用Mapping映射方法）
江苏大学 沈春根
2020年2月 第1版
已了解Simcenter 3D热分析 操作流程；
已了解NX Nastran静力学 操作流程；
在专题32基础上完成热-固 耦合操作流程。
0. 背景和仿真要求
Step4. （继续） 查看导航器窗口的变化
如图所示，修改名称 Solution 1 （如果上述操 作没有完成的话）为 Solution 3 mapping；
对该解算方案进行求解； 求解的目的：将bun文
件中的温度数据，关联 至结构解算方案来。
Step5. 映射方案求解后得到新的结构方案
出现预加的温度载荷！
映射：计算出散热座的温度场后，采用映射技术，把温度作为载荷施加在结构分析方 案上，从而求解温度造成了散热座最大变形量和最大应力值。
Step1. 完成温度解算方案和后处理（查看专题32）
便于区分，将解算方 案进行重命名
注意：在计算结果文件夹中，会找到一个后缀名为bun的文件（包含了网格 和后处理结果数据）！
散热座
芯片板
5个底面 固定
散热座材料为： Aluminum_2014；
芯片板面积：30mm*50mm； 芯片板发热功率为10w（热载
荷），假设全部传递给散热座； 散热座和空气的对流系数为
10w/m^2.k（w/m^2.dC）。 散热座底面5个面固定约束。
热传导：芯片板热量全部传导给散热座； 热对流：除了和芯片板接触面，散热座的各个面和空气发生热对流； 热辐射：不考虑；
Step3. 新建一个映射解算方案
选中sim文件，在结构分析 的SIM环境中新建一个解算 方案；
如图所示，尽量修改 Solution 1 名称为Solution 3 mapping，如果没有修改， 在后续操作中进行修改，便 于辨认；
其他选项，按照如图所示进 行设置。
Step4. 选择源模型结果文件和设置输出
新建SIM解算方案名称默认，求解器：NX Nastran;分析类型：结构；解算方案类型： SOL 101线性静态，确定，进入SIM环境；
约束类型，固定约束，选择散热座的5个底 面，确认；
重命名Solution 1为Solution 2_Structure， 如图所示。
Step2 补充：解算结果所在的文件夹中bun文件
本实例也可以采用Simcenter 3D Multiphysics多物理场来进 行计算。
Step6. 完善Mapping Natran解算方案
激活Mapping Nastran方案； 将公共约束中的固定约束拖
至本方案的约束集内； 对本解算方案进行求解； 求解结束求解成功，可以双击打 开它。
Step7. 查看后处理-温度载荷造成的变形和应力
Step2. 新建结构分析sim文件和解算方案
如果将这些文件取 名“见名思义”的 新名称，则更好！
以散热座CAD模型（Model1）或者上述温 度场分析操作所生成的i模型为参考，新建 结构分析用的fem和sim文件。
在FEM环境，依次定义材料属性等，划分 散热器的网格（可以为六面体或四面体）。
说明
本实例采用映射（Mapping）分析，将稳态热分析的温度结 果（也可以是瞬态热或流分析结果）映射至结构模型上。
目标 FEM 必须使用与源 FEM 相同的全局坐标系，并且两 个模型在几何结构上必须是一致的，不过，它们不必有相同 类型的网格。
源模型可以是热、流或带结果的耦合热-流解算方案、目标 模型可以是结构、热、流或耦合热-流解算方案；
NX有限元分析 热-固耦合分析基础案例
（采用Mapping映射方法）
江苏大学 沈春根
2020年2月 第1版
已了解Simcenter 3D热分析 操作流程；
已了解NX Nastran静力学 操作流程；
在专题32基础上完成热-固 耦合操作流程。
0. 背景和仿真要求
Step4. （继续） 查看导航器窗口的变化
如图所示，修改名称 Solution 1 （如果上述操 作没有完成的话）为 Solution 3 mapping；
对该解算方案进行求解； 求解的目的：将bun文
件中的温度数据，关联 至结构解算方案来。
Step5. 映射方案求解后得到新的结构方案
出现预加的温度载荷！
映射：计算出散热座的温度场后，采用映射技术，把温度作为载荷施加在结构分析方 案上，从而求解温度造成了散热座最大变形量和最大应力值。
Step1. 完成温度解算方案和后处理（查看专题32）
便于区分，将解算方 案进行重命名
注意：在计算结果文件夹中，会找到一个后缀名为bun的文件（包含了网格 和后处理结果数据）！
散热座
芯片板
5个底面 固定
散热座材料为： Aluminum_2014；
芯片板面积：30mm*50mm； 芯片板发热功率为10w（热载
荷），假设全部传递给散热座； 散热座和空气的对流系数为
10w/m^2.k（w/m^2.dC）。 散热座底面5个面固定约束。
热传导：芯片板热量全部传导给散热座； 热对流：除了和芯片板接触面，散热座的各个面和空气发生热对流； 热辐射：不考虑；
Step3. 新建一个映射解算方案
选中sim文件，在结构分析 的SIM环境中新建一个解算 方案；
如图所示，尽量修改 Solution 1 名称为Solution 3 mapping，如果没有修改， 在后续操作中进行修改，便 于辨认；
其他选项，按照如图所示进 行设置。
Step4. 选择源模型结果文件和设置输出
新建SIM解算方案名称默认，求解器：NX Nastran;分析类型：结构；解算方案类型： SOL 101线性静态，确定，进入SIM环境；
约束类型，固定约束，选择散热座的5个底 面，确认；
重命名Solution 1为Solution 2_Structure， 如图所示。
Step2 补充：解算结果所在的文件夹中bun文件
本实例也可以采用Simcenter 3D Multiphysics多物理场来进 行计算。
Step6. 完善Mapping Natran解算方案
激活Mapping Nastran方案； 将公共约束中的固定约束拖
至本方案的约束集内； 对本解算方案进行求解； 求解结束求解成功，可以双击打 开它。
Step7. 查看后处理-温度载荷造成的变形和应力
Step2. 新建结构分析sim文件和解算方案
如果将这些文件取 名“见名思义”的 新名称，则更好！
以散热座CAD模型（Model1）或者上述温 度场分析操作所生成的i模型为参考，新建 结构分析用的fem和sim文件。
在FEM环境，依次定义材料属性等，划分 散热器的网格（可以为六面体或四面体）。
说明
本实例采用映射（Mapping）分析，将稳态热分析的温度结 果（也可以是瞬态热或流分析结果）映射至结构模型上。
目标 FEM 必须使用与源 FEM 相同的全局坐标系，并且两 个模型在几何结构上必须是一致的，不过，它们不必有相同 类型的网格。
源模型可以是热、流或带结果的耦合热-流解算方案、目标 模型可以是结构、热、流或耦合热-流解算方案；