UG有限元分析第3章.
ug有限元分析教程
ug有限元分析教程有限元分析是一种数值计算方法，用于求解工程结构或物理问题的数学模型。
它将连续的解析问题离散化成有限数量的子域，并在每个子域上进行数值计算，最终得到整个问题的解。
本教程将介绍有限元分析的基本原理和应用方法。
1. 有限元网格的生成有限元分析的第一步是生成适合问题的有限元网格。
网格是由许多小的单元组成，如三角形、四边形或六边形。
生成网格的方法有很多种，如三角剖分、矩形划分和自适应网格等。
2. 定义有限元模型在定义有限元模型时，需要确定问题的几何形状、边界条件和材料性质。
几何形状可以通过几何构造方法来描述，边界条件包括固支、力和热边界条件等。
材料性质可以通过弹性模量、热传导系数和热膨胀系数等参数来描述。
3. 选择合适的有限元类型根据具体的问题，选择合适的有限元类型。
常见的有限元类型包括一维线性元、二维三角形单元和二维四边形单元等。
使用不同的有限元类型可以更好地逼近实际问题的解。
4. 构造有限元方程有限元分析的核心是构造线性方程组。
根据平衡方程和边界条件，将整个问题离散化为有限个子问题，每个子问题对应于一个单元。
然后，根据单元间的连续性，将所有子问题组合成一个总的方程组。
5. 解算有限元方程通过求解线性方程组，可以得到问题的解。
求解线性方程组可以使用直接方法或迭代方法。
常见的直接方法包括高斯消元法和LU分解法，迭代方法包括雅可比迭代法和共轭梯度法等。
6. 后处理结果在求解得到问题的解后，可以进行后处理结果。
后处理包括计算力、应变和位移等物理量，以及绘制图表和动画。
有限元分析是一种强大的数值方法，广泛应用于结构力学、流体力学、热传导和电磁场等领域。
它在解决复杂问题和优化结构设计方面发挥着重要作用。
通过学习有限元分析，您可以更好地理解结构的行为，并提高工程设计的准确性和效率。
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。
UG有限元分析教程
UG有限元分析教程有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种计算方法，用于求解连续介质力学问题。
UG作为一款常用的三维CAD软件，也提供了相应的有限元分析功能，下面将介绍UG有限元分析的基本流程和步骤。
首先，建立几何模型是有限元分析的第一步。
在UG中，可以通过绘制线与曲线、创建体与表面等操作，构建出所需的几何形状。
在建模过程中，需要注意几何模型的准确性和合理性，以保证模拟结果的可靠性。
然后，进行网格划分。
有限元分析将几何模型离散化为多个小单元，每个小单元称为网格，通过将整个模型划分为有限个网格单元，可以更容易地对模型进行数值计算。
在UG中，可以选择不同的网格划分算法和参数设置，以求得较为合适的网格划分结果。
接下来，定义边界条件和加载条件。
在有限元分析中，需要对模型的边界进行约束和加载，以模拟真实的工程环境。
在UG中，可以通过选择特定面或边进行边界条件设置，例如固定边界条件、约束边界条件等。
同时，还可以对特定面或边进行加载条件设置，如施加力、施加压力等。
完成边界条件和加载条件的定义后，即可进行求解。
在UG中，可以通过调用有限元分析求解器进行计算。
求解过程中，UG会对模型进行离散化计算，并得到相应的应力、应变等结果。
求解的时间长短与模型的复杂性、计算机性能等因素有关。
最后，进行后处理。
在有限元分析中，后处理是对求解结果的分析和可视化。
UG提供了丰富的后处理工具，可以对应力、应变等结果进行图形显示和数据分析，并以形式化报告的形式输出结果。
总结而言，UG有限元分析是一项强大的工程分析工具，可以帮助工程师解决各种复杂的力学问题。
通过建立几何模型、网格划分、定义边界条件和加载条件、求解和后处理，可以得到模型的应力、应变等结果，以指导后续的工程设计和优化工作。
UG有限元分析-大致步骤
UG 有限元分析-大致步骤打开一实体零件:点击开始，选择“设计仿真”3丈件曰编辑旦观图IZ 幡人⑸格弍®丄且川裝创曲倍电D 分祈IL 肖迪更B 茵口◎"丄旦粕莘助凹 〔曹叱|D 口 I*耳越 外妣豊型殳i+dj. 匚:tkRiT” 【心 制一囹回 ctri+shifr-D i fcO SM^C£' s'忑劝仍HQi 辛 JUZ IT CT11+AI14M -JI E 坤BLI .c c 呻 swifts dt •见：；越施& 官C ・心覘•求聲滲舍。
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基于UG的焊缝建模和有限元分析技术
在 ＵＧ ＮＸ４ 的 建 模 环 境 下 建 立 焊 缝 及 平 板 的 实 体模型。首先是装配两个平板，使平板之间的间隙为
３ｍｍ，即焊缝 根 部 间 隙。 对 焊 缝 实 体 建 模， 在 焊 接 助理中选择对接焊缝，坡口类型选择 Ｖ 型焊缝，焊 缝上表面为平齐的轮廓，选取焊缝与平板上表面的两 个重合边为起始边和终结边，焊缝边界离起点和终点 的位置都为０，采用连续焊接方式， 焊 接 过 程 不 设 置 衬垫和定位片，最后生成的６０°坡口夹角带钝边 Ｖ 型 焊缝实体模型 见 ［１］ 图２。
出 版 社 ，２００７． ［２］ 王云程．筒体缺陷区 的 应 力 分 析 ［Ｊ］．河 北 科 技 大 学 学 报，
焊缝内部
焊缝与平板１下表面接 触面的交线上
焊缝内部
焊缝与平板侧面接触面上， 距平板下表面６ｍｍ 左右
焊缝与平板１下表面 接触面的交线上
焊缝与平板１侧面接触 面的钝边拐角位置
１９９９（３）：１０３－１０６． ［３］ 罗金华．基于 ＡＮＳＹＳ的中厚板焊接有限元三维 数 值 模 拟
图4刚性杆单元平板与焊缝之间生成刚性杆单元是把焊缝接触面的网格节点作为父数据集把平板接触面的网格节点作为子数据集在焊缝与平板之间会生成一一对应的节点连接节点生成刚性杆单元然后更新网格模型在接触面上的网格会按节点对位置重新划分平板与焊缝的网格这时平板与焊缝接触面上的节点已经连接在一起即生成了焊接单元
第６期 （总第１６９期） ２０１１ 年 １２ 月
体建模问题，同时验证了刚性杆单元可以比较真实地
图 ９ ６０°坡 口 夹 角 焊 缝 （无 钝 边 ）的 应 力 云 图
表 ２ 工 况 １ 下 应 力 的 最 大 值 和 位 置
焊缝类型
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。
UG有限元分析第3章解析
设置相关参数
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】
（3)划分有限Βιβλιοθήκη 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； 划分网格后示意图 设置 相关 参数
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，
3.3 问题分析
本实例中主要研究连杆组的静强度与静刚度问题，由于连杆组是在一个平面内运动工作 的，约束住连杆体的中间部位即可，其承受的极限载荷主要作用在连杆组的大头孔、小 头孔的内壁。 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 荷。 在本例中，给定内孔面压力载荷，来替代装配过盈量所仿真生成的过盈接触压力。 选择相应子工况载荷的组合，利用组合功能快速查看组合工况下的求解结果。
1）建立接触关系
在工具栏中单击【仿真对象类型】图标，单击弹出的【面对面粘合】图标，弹出【面 对面粘合】对话框； 单击命令
设置 相关 参数
创建面对
单击确定
基于UG的车刀强度有限元分析
基于UG的车刀强度有限元分析作者：芦啸天王秀芝包宁来源：《科技创新与应用》2016年第15期摘要：金属切削过程中刀具各部分受到的载荷强度是不一样的，掌握各部分的应力分布状态，对于挑选零件，延长刀具使用寿命，提高车削工作安全系数都拥有很大的价值。
文章中利用UG软件强大的参数化建模以及高级仿真功能，对高速钢车刀进行了有限元分析，确定了高速钢车刀工作时各点的应力分布情况。
关键词：高速钢；参数化建模；高级仿真；有限元分析引言在车刀进行切削运动的过程中，能够对刀具的使用寿命、工作效率以及加工的质量产生影响的原因较多，包括有刀具整体的构造情况、构成刀具的材料的性质功能，甚至刀具的外观形状也会产生一定的影响。
因此，只有做好各个方面的设计，才能实现刀具在工作过程中强度、韧度、寿命以及工艺性的优质表现。
所以何种情况下该使用何种刀具就变得尤为重要。
文章主要利用UG的参数化建模以及高级仿真功能，研究车刀内部的应力应变状态，以便于更好的选择切削工作中的所需的刀具。
1 UG高级仿真的优势UG高级仿真的优势非常明显，第一可以进行有限元建模；第二则是能够将结果可视化；第三还能够实现对多种产品性能的评估解算。
UG高级仿真模块的使用，为业界许多解算和材料的构建提供了帮助。
首先是对解算器的支持。
通常情况下，许多行业都会期望支持解算器的系统能够做到无缝、透明，对于这一要求，UG高级仿真模块能够很好的满足这一点。
在对一些解算器如NX Nastran、MSC Nas-tran和ABAQUS等提供支持时，能够提升工作的效率，不用先导出解算器文件，直接通过解算模型来进行解算，在UG高级仿真中就能够查看结果。
同时，UG高级仿真模块中的设计功能非常完善，这是因为在UG高级仿真模块中含有一个较为完善的材料库，在设计时能够根据设计者的需求来完成任务，创建的材料能够拥有各向同性、各向异性、正交各向异性，并且如果设计者有需求，还能够设计流体和超弹性材料。
UG有限元分析
第1章 有限元分析方法及NX Nastran 的由来专业文档供参考，如有帮助请下载。
0 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。
第1章 有限元分析方法及NX Nastran 的由来专业文档供参考，如有帮助请下载。
UG有限元分析-大致步骤
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。
ug有限元分析 (3)
UG有限元分析引言有限元分析（FEM）是一种数值模拟技术，广泛应用于解决工程和科学领域中的各种物理问题。
它将复杂的实际结构划分为多个简单的有限元网格，通过离散化求解问题的微分方程，得到近似的数值解。
UG（Unigraphics）是一款功能强大的计算机辅助设计（CAD）软件，也提供了有限元分析的功能。
本文将介绍UG中的有限元分析功能，并提供一些使用方法和技巧。
1. UG有限元分析的基本概念在进行UG有限元分析前，首先需要了解一些基本概念。
1.1 有限元模型有限元模型是指将实际结构划分为有限元网格的过程。
在UG中，可以通过手动绘制或导入CAD模型来创建有限元模型。
有限元模型包括节点（Node）、单元（Element）和边界条件（Boundary Condition）等信息。
1.2 质量矩阵和刚度矩阵质量矩阵和刚度矩阵是求解有限元问题中的关键矩阵。
质量矩阵描述了结构的惯性特性，刚度矩阵描述了结构的刚性特性。
在UG中，可以通过自动生成来计算质量矩阵和刚度矩阵。
1.3 边界条件和加载条件边界条件和加载条件是指在有限元分析中给定的约束和外部加载。
边界条件包括固支和自由度约束等，加载条件包括力、压力、温度等。
在UG中，可以通过图形界面进行设定。
2. UG有限元分析的基本步骤UG有限元分析的基本步骤包括建模、网格划分、边界条件、加载条件的设定，求解和后处理等。
2.1 建模在建模阶段，可以使用UG提供的建模工具创建或导入CAD模型。
同时，还需考虑模型的尺寸、材料和加载方式等参数。
2.2 网格划分将建模好的几何模型划分为有限元网格是进行有限元分析的重要步骤。
在UG中，可以通过自动划分或手动划分网格来得到适合分析需要的网格。
2.3 边界条件和加载条件设定在有限元分析中，边界条件和加载条件的设定非常关键。
在UG中，可以通过图形界面来给定边界条件和加载条件，如固定边界、施加力、施加热流等。
2.4 求解设置好边界条件和加载条件后，可以开始求解有限元方程。
UG有限元分析
8.4 操作步骤
8.4.1 曲轴结构自由模态的计算 创建有限元模型 优化（理想化）模型 创建有限元模型 创建仿真模型 求解自由模态 后处理及其动画演示
8.4.2 曲轴结构约束模态的计算 施加约束条件 求解约束模态 后处理及其动画演示
8.4.3 曲轴结构模态计算精度的对比
8.4.1 曲轴结构自由模态的计算
1）定义材料属性
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
单击该命令
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【网格收集器（俗称为：网格属性定义）】图标，弹出【网格捕集器】 对话框
2020/3/23
1）理想化几何体
在工具栏上单击【理想化几何体】命令，弹出【理想化几何体】对话框；
油孔1
油孔2
设置相 关参数
删除曲轴上两 个贯通的油孔
2）移除几何特征
删除模型上的油孔后会发现，在油孔删除部位处还残留有前面的断线，选择【移 除几何特征】命令，
选取相应 的对象
移除几何特征 操作后示意图
（3）创建有限元模型
设置参数
单击确定
4）仿真导航器新增节点
单击【创建解算方案】对话框的【确定】 按钮，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，如图所示。
单击工具栏中的【保存】按钮，将上述操 作成功的仿真模型和数据及时保存起来。
仿真导航器 新增节点
（5）求解自由模态
在【仿真导航器】窗口分级树中单击【Crank Shaft_sim1.sim】节点，单击求解， 待求解完成关闭相应的窗口，如图所示。双击【结果】命令窗口，出现模态后处理结 果。 后处理导航 器新增节点
UG 有限元分析 演示文稿
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直接复特征值分析 通过复特征值抽取可求得含有粘性阻尼和结构阻尼的结构自然频率和模态，给出正则化的复特征矢 量和节点的约束力，及复单元内力和单元应力。主要算法包括：Delerminated法、Hossen-bery法、 新Hossenbery、逆迭代法、复Lanczos法，适用于集中质量和分布质量、对称与反对称结构，并可 利用DMAP工具检查与测试分析的相关性。 模态复特征值分析 此分析与直接复特征值分析有相同的功能。本分析先忽略阻尼进行实特征值分析，得到模态向量。 然后采用广义模态坐标，求出广义质量矩阵和广义刚度矩阵，再计算出广义阻尼矩阵，形成模态坐 标下的结构控制方程，求出复特征值。模态复特征值分析得到输出类型与用直接复特征值分析得到 输出类型相同。 瞬态响应分析（时间-历程分析） 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和 模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在 节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间 变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中，直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换，对问题的规模进行压缩， 再对压缩了的方程进行数值积分，从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波，海洋波，飞机超过建 筑物的气压波动，以及火箭和喷气发动机的噪音激励，通常人们只能得到按概率分布的函数，如功 率谱密度（PSD）函数，激励的大小在任何时刻都不能明确给出，在这种载荷作用下结构的响应就 需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度，分别表示 单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值 等。计算过程中，NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱，而且还可自行生成用户 所需的谱。 响应谱分析 响应谱分析（有时称为冲击谱分析）提供了一个有别于瞬态响应的分析功能，在分析中结构的激励 用各个小的分量来表示，结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。 频率响应分析
有限元分析
第3章绞车卷筒建模与有限元分析3.1绞车卷筒建模3.1.1 UG NX软件介绍UG NX是美国UGS公司PLM产品的核心组成部分。
Unigraphics Solutions公司（简称UGS）是美国一家全球著名的MCAD供应商。
PLM Solutions 可以提供具有强大生命力的产品全生命周期管理（PLM)解决方案。
包括产品开发、制造规划、产品数据管理、电子商务等的产品解决方案，而且还提供了一整套面向产品的完善服务。
UG软件为汽车与交通、航空航天、日用消费品、通用机械以及电子工业等领域通过其虚拟产品开发（VPD)的理念提供多极化的、集成的、企业级的包括软件产品与服务在内的完善的解决方案。
UG由19版开始改为NX1.0，此后又相继开发了NX2，NX3等。
UG NX的每一个版本均是对前一个版本的更新，在功能上有所增加。
伴随着UG版本的不断更新和功能的不断补充，促使该软件朝着专业化和智能化的方向发展，其主要技术特点如下。
（1）智能化的操作系统UG NX 具有良好的用户界面，绝大多数功能都能通过图标来实现，并且在进行对象操作时，具有自动推理功能。
同时，在每个操作步骤中，在绘图区上方的信息栏和提示栏中将有提示操作信息，便于用户做出正确的选择。
（2）建模的灵活性UG NX 是以基于特征（如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计方法，能用参数驱动。
并且该软件具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAM/CAE等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。
该软件采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何模型与参数化建模融为一体。
并且在曲面建模设计领域中，曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型，体现了UG NX 的极大地优越性。
(3)集成的功能设计功能UG NX 出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图，并且能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉子说明等。
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。
第3章 UGNX软件概述
（3）选择应用模块。
UG NX系统是由十几个模块所构成的。要调用具体的模块，只需在【应用】菜单或【标准】工具条的【开始】下拉菜单中选择相应的模块名称即可。
（4）选择具体的应用工具，并进行相关的设计。
不同的模块具有不同的应用工具。通常【建模】模块的应用工具通常分布在【插入】和【编辑】菜单中。例如曲线、实体特征、曲面特征等应用工具位于【插入】菜单下，相应曲线、实体特征、曲面特征的编辑工具位于【编辑】菜单下。
（5）保存文件。
（6）退出UG NX系统。
3.6
基于UG NX的产品设计流程，通常是先对产品的零部件进行三维造型，在此基础上再进行结构分析、运动分析等，然后再根据分析结果，对三维模型进行修正，最终将符合要求的产品模型定型。定型之后，可基于三维模型创建相应的工程图样，或进行模具设计和数控编程等。因此，用UG NX进行产品设计的基础和核心是构建产品的三维模型，而产品三维造型的构建其实质就是创建产品零部件的实体特征或片体特征。
1997年，Unigraphics新增了包括WEAV（几何连接器）在内的一系列工业领先的新增功能。WEAV这一功能可以定义、控制、评估产品模板，被认为是在未来几年中业界最有影响的新技术。
2000年，Unigraphics发布了新版本的UG17，使UGS成为工业界第一个可以装载包含深层嵌入“基于工程知识”（KBE）语言的世界级MCAD软件产品的供应商。
（9）具有良好的用户界面，绝大多数功能都可以通过图标实现，进行对象操作时，具有自动推理功能，同时在每个步骤中，都有相应的信息提示，便于用户做出正确的选择。
3.4
UG NX系统由大量的功能模块组成，这些模块几乎涵盖了CAD/CAM/CAE各种技术。常用模块如图31所示。本书主要介绍基本环境、建模、制图以及装配四个模块，其重点是建模模块。
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3.3 问题分析
本实例中主要研究连杆组的静强度与静刚度问题，由于连杆组是在一个平面内运动工作 的，约束住连杆体的中间部位即可，其承受的极限载荷主要作用在连杆组的大头孔、小 头孔的内壁。 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 荷。 在本例中，给定内孔面压力载荷，来替代装配过盈量所仿真生成的过盈接触压力。 选择相应子工况载荷的组合，利用组合功能快速查看组合工况下的求解结果。
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。
（2）设置有限元模型基本参数
自定义材料 创建物理属性 网格属性定义
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（指定材料）】对话框；
（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
螺栓预紧力 施加示意图
2018/12/6
单击确定
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；
定义大 端的压 力
单击应用
1）分析单元质量
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）建立螺栓连接单元
单击【螺栓连接】命令，弹出【螺栓连接】定义窗口，依次操作如下；
设置 相关 参数
单击应用
1）设置螺栓单元的物理属性及网格属性
在【杆单元】的【单元属性】中的【类型】中选择【CBAR】，新建【网格收集器】、 【物理属性】等操作，依次设置各个参数；
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，
定义小 端的压 力
设置 相关 参数
单击应用
2018/12/6
单击确定
3）施加最大压缩载荷
3.2 问题描述
如图所示为汽车发动机连杆部件及连杆曲轴系统的工作示意图。本例使 用的连杆部件主要由连杆主体、连杆盖以及起连接作用的连接螺栓装配 而成。
汽车发动机连 杆部件 连杆曲轴 系统的工 作示意图
工况条件
本例中采用线弹性静力计算连杆的极限刚度与强度，并考察不同工作状态（不同 工况）及装配工艺对连杆强度与刚度的影响，从而为连杆组设计和优化提供必要 的依据。
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
3.1基础知识
结构线性静力学分析是产品/零件结构分析最为基础的部分，主要用于解算线性和 某些非线性（例如缝隙和接触单元）结构的问题，用于计算结构或者零部件中由于 静态或者稳态载荷而引起的位移、应变、应力和各种作用力，这些载荷可以是外部 作用力和压力、稳态惯性力（重力和离心力）、强制（非零）位移、温度（热应 变）。 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）NX Nastran- SOL 101 Super Elements，主要用来求解超单元的线 性静态分析。
设置相关参数
单击确定
2)创建物理属性
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】
（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】对话框； 划分网格后示意图 设置 相关 参数
第3章 多载荷条件静力学实例精讲—发动机连杆分析
本章内容简介 本实例以汽车发动机连杆部件为研究对象，在建立有限元模型和定义边界约 束条件的基础上，依次创建了最大拉伸状态、最大压缩状态及施加螺栓预紧力、
过盈装配共4个子工况的仿真模型，利用NX Nastran提供的线弹性静力学解算器，
通过解算后既可以对每个子工况条件的解算结果进行分析，还可以对子工况进行 任意组合，可以快速解算出各个组合载荷工况条件下的结果，为比较和分析各个 子工况及其组合工况对发动机连杆力学性能影响规律的研究提供了便利。
1）建立接触关系
在工具栏中单击【仿真对象类型】图标，单击弹出的【面对面粘合】图标，弹出【面 对面粘合】对话框； 单击命令
设置 相关 参数
创建面对
单击确定
单击确定
2）施加边界约束
单击工具栏中【约束类型】中的【固定约束】命令，弹出【固定约束 （Fixed）】对话框；
选取对象
设置相关参数
固定约束施加 示意图
设置相关参数 设置相关参数
网格属性
物理属性
2）设置螺栓单元截面属性
单击【前截面】右侧的【显示截面管理器】图标，弹出【梁截面管理器】对话框；
创建新 截面
设置相 关参数
单击确定
（5）创建仿真模型
在【仿真导航器】窗口分级树中右键单击【ch03_Connecting Rod_fem1.fem】节点， 找到【显示仿真】选择【ch03_Connecting Rod_sim1.sim】模型，进入仿真模型操作 环境。