装配体实验报告

基于双固定杆的有限元分析

机自1007班31号崔恒雯双固定杆在UG下的有限元分析

1.双固定杆模型的建立

利用UG8.0建立双固定杆模型，如图1所示：

图1 双固定杆的模型

2.新建有限元模型

1)单击【开始】→【高级仿真】命令，在【仿真导航器】窗

口中右击单击【_model3.prt】节点，在出的快捷菜单中单

击【新建FEM】命令，弹出【新建部件文件】对话框，默

认名称、文件夹，单击【确定】按钮。

2)弹出【新建FEM】对话框，设置求解器为NX NASTRAN。

分析类型为结构分析。单击【确定】按钮，进入了创建有

限元模型的环境。

3)单击工具栏的【材料属性】图标，弹出【指派材料】

对话框，选择好实体模型，在【材料】列表框中单击【Steel】，再单击【确定】按钮即完成部件材料属性设置。

4)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，单击【创建】按钮，弹出【PSOLID】（体单元）对话框，在【材料】列表框中选取【Steel】选项，其他选项默认，单击【确定】按钮。返回到【物理属性表管理器】对话框。单击【关闭】按钮退出。

5)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【实体属性】列表框中选取上述设置的【PSOLID1】,其他默认。

6)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。首先单击双固定杆，默认单元类型为【CTETRA(10)】(四面体10节点)，单击【单元大小】右侧【自动单元大小】按钮，数值自动修改为【6.28】，将其修改为【6】，单击【确定】按钮。

得到的双固定杆的网格划分后的效果如图5所示：

图5 完成网格划分后的效果

3.创建仿真模型

1)在【仿真导航器】窗口中右击【_model3_fem2.fem】节点，

在弹出的快捷菜单中单击【新建仿真】命令，弹出【新建

部件文件】对话框，单击【确定】按钮。弹出【新建仿真】对话框，默认后单击【确定】按钮。弹出【创建解算方案】对话框，【解算方案类型】默认为【SESTATIC 101-单约束】，默认后单击【确定】按钮。

2)单击工具栏中的【约束类型】图标，单击【固定约束】

命令，弹出【固定约束】对话框，选择和零件连接的一端

轴，单击确定按钮。如图6所示：

图6 添加固定约束

3)单击工具栏中的【约束类型】图标，单击【用户定义

约束】，弹出【用户定义约束】对话框，选择前端细轴，在自由度选项中【DOF1】、【DOF2】、【DOF3】列表框中选择【固定】，【DOF4】、【DOF5】、【DOF6】列表框中选择【自

由】，如图7所示，单击【确定】按钮。

图7 添加用户自定义约束

4)单击工具栏中的【载荷类型】图标，单击【力】命令，

弹出【力】对话框，选择前端细轴端，，力输入25000，指定矢量为Z轴方向。单击【确定】按钮。如图8所示：

图8 添加力

5)单击工具栏中的【载荷类型】图标，单击【扭矩】命

令，弹出【压力】对话框，选择粗轴端，输入值6700N。

单击【确定】按钮。如图9所示：

图9 添加压力

4.模型求解

单击工具栏中的【求解】图标，弹出【求解】对话框，单击【确定】按钮。分别出现【分析作业监视器】和【解算监视器】窗口，等待【分析作业监视器】中出现【Completed】的提示，此时意味分析作业顺利完成。如图10所示：

图10 分析作业监视器

5.仿真模型后处理

1)在【仿真导航器】窗口出现【Results】节点，双击该节点，

在资源条上出现【后处理导航器】，展开【Solution1】节点

和【位移-节点的】，双击展开【幅值】节点，在窗口中即

出现双固定杆变形的位移云图，在工具栏中单击【标记开

/关】图标，显示出最大、最小位移值。如图11所示：

图11 固定双杆的变形位移云图

2)展开【应力-单元节点】选项，双击其中的【Von-Mises】

节点，在窗口中出现双固定杆的变形的冯氏应力云图，在工具栏上单击【标记开/关】图标，显示出最大、最小

应力值。如图12所示：

3)右键单击【后处理导航器】窗口中的【Post View 2】节点，

在弹出的快捷菜单中单击【新建路径】命令，弹出所示的【路径】对话框，在【拾取】列表框选择【边缘上的节点】选项，在图形窗口中选择与细轴空连接的部分，如图13所示，单击【确定】按钮。

图13 选择路径

4)右键单击【后处理导航器】窗口中的【Post View 2】节点，

在弹出的快捷菜单中单击【新建图表】命令，弹出所示的【图表】对话框，默认设置值，单击【确定】按钮，在窗口中出现路径和应力对应关系的曲线，如图14所示：

图14 特征边缘的路径与应力的图表

6.分析结束保存

分析任务结束，单击工具栏中的【返回到模型】图标，然

后单击工具栏中的【保存】，将计算成功的数据保存起来。