14_UG有限元焊接分析_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
18_UG NX有限元应力集中问题的讨论_沈春根
弹性模量：200GPa；
泊松比：0.25；
板尺寸 500*500*20mm； 孔直径20mm； 一端约束，一端拉力 0.05MPa（压力）; 3D扫掠网格，单元 10mm;
1.2、板中间小孔应力集中- 有限元计算结果
应力最大值： 0.157MPa， 位于孔四周
1.3、小孔应力集中- 有限元计算应力分布图
采用等值曲 面显示模式； 孔Y轴的两 个方向出现 最大值； 孔X轴的两
个方向出现
最小值 ；
1.4、小孔应力集中- 理论计算值及其分布图
孔放大
计算出的理论 最大值为3q， 即0.15MPa
施加载荷q为 0.05MPa
孔Y轴的两个方 向出现最大值
2、孔四周单元大小对最大值的影响
单元大小：5mm; 最大值：0.161MPa;
单元大小：2.5mm; 最大值：0.168MPa;
3、孔大小对最大值的影响
孔直径：10mm; 最大值：0.147MPa; 单元大小：10mm
孔直径：5mm; 最大值：0.145MPa; 单元大小：5mm
4、孔形状对最大应力值的影响
椭圆孔长半轴10mm，短半
轴8mm;
过减小单元大小的手段来消除应力集中，是不现实的。
结构的形状比结构的尺寸对应力集中的影响，更加显著。 研究应力集中的发生及其规律，显然需要做更多的分析数
据和比较，才能对应力集中现象有更深的理解！
UG NX有限元培训 – 专题18
UG NX有限元分析
应力集中的讨论
江苏大学 沈春根
2017年9月第1版
适合：应力集中分析和 疲劳分析应用场合
目录
理论计算值和有限元计算的对应力集中最大值的影响；
泊松比：0.25；
板尺寸 500*500*20mm； 孔直径20mm； 一端约束，一端拉力 0.05MPa（压力）; 3D扫掠网格，单元 10mm;
1.2、板中间小孔应力集中- 有限元计算结果
应力最大值： 0.157MPa， 位于孔四周
1.3、小孔应力集中- 有限元计算应力分布图
采用等值曲 面显示模式； 孔Y轴的两 个方向出现 最大值； 孔X轴的两
个方向出现
最小值 ；
1.4、小孔应力集中- 理论计算值及其分布图
孔放大
计算出的理论 最大值为3q， 即0.15MPa
施加载荷q为 0.05MPa
孔Y轴的两个方 向出现最大值
2、孔四周单元大小对最大值的影响
单元大小：5mm; 最大值：0.161MPa;
单元大小：2.5mm; 最大值：0.168MPa;
3、孔大小对最大值的影响
孔直径：10mm; 最大值：0.147MPa; 单元大小：10mm
孔直径：5mm; 最大值：0.145MPa; 单元大小：5mm
4、孔形状对最大应力值的影响
椭圆孔长半轴10mm，短半
轴8mm;
过减小单元大小的手段来消除应力集中，是不现实的。
结构的形状比结构的尺寸对应力集中的影响，更加显著。 研究应力集中的发生及其规律，显然需要做更多的分析数
据和比较，才能对应力集中现象有更深的理解！
UG NX有限元培训 – 专题18
UG NX有限元分析
应力集中的讨论
江苏大学 沈春根
2017年9月第1版
适合：应力集中分析和 疲劳分析应用场合
目录
理论计算值和有限元计算的对应力集中最大值的影响；
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
17_UG有限元扭转刚度计算_沈春根
显然：传动轴设计精度和设计要求越高，该规定
值[θ]越小。 计算出传动轴实际的单位长度扭转角之后，实际 的抗扭刚度就是扭矩除于该单位长度扭转角。
1.3 扭转刚度基本概念 – 应用有限元计算的必要性
通过理论计算可以得到单位长度的扭转角度，和规 定值相比较，从而判断刚度是否满足设计要求； 但实际中，传动轴形状和截面比较复杂，难以通过理 论计算得到扭转角度； 而采用有限元计算，效率高，可以快速计算出整个 长度上最大变形长度值，换算得到最大扭转角度，进
（相对扭转角）为：0.137
（°/m） 可见：刚度满足一般要求， 即小于0.2（°/m）。
5 总结- 扭转刚度校核的基本步骤
采用有限元计算出传动轴切向的最大变形量χ；
换算出轴向长度上的最大扭转角为：χ／d，单位为rad。其中d 为传动轴的最大半径，单位为mm； 转换成单位为度的最大扭转角，即为：χ*180／d*π，单位为° （度）； 计算出单位长度扭转角（相对扭转角），即为： χ*180／d*π/L，单位为（°/m）。其中L为轴向总长度，单位 为m； 结果评判：即上述计算值是否超过设计允许的相对扭转值0.2～1 （°/m）。
UG NX有限元培训 – 专题17
UG NX有限元分析 扭转刚度的计算
江苏大学 沈春根 杭州 Teelon
适合：轴类、套筒类传
济南孔维忠
2017年6月第1版
动件的刚度性能评价
目录
扭转刚度基本概念
扭转刚度理论公式和实例 UG有限元计算实例1-对比 UG有限元计算实例2
1.1 扭转刚度基本概念 – 相对扭转角
理论计算值为0.00222 °
4.1 有限元应用实例2 – 提出问题
联轴器一端固定，另一端受到1000N.m的扭矩；轴向长度为130mm；最 大直径为：100mm；材料为45钢； 计算其最大应力、最大扭转角和单位 长度扭转角。
27_UG非线性基础案例SOL106_沈春根-免费分享
UG NX有限元培训 – 专题27
UG NX有限元分析 非线性基础案例（SOL 106）
沈春根、 关天龙、孔维忠 2016年10月第1版 2019年7月第2版
已熟悉SOL101和自定 义本地库材料的操作
1. 问题提出：超出弹变范围后的应力、应变如何求解？
Paቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt Sim
结构尺寸如图所示，材 料为Q235；
5. SOL106操作主要步骤
建立FEM模型，主要定义应力-应变曲线（表格数据）， 定义初始屈服值；
建立SOL106解算方案： 1）输出请求中激活：应变； 2）工况控制中定义：增量值； 3）模型数据中激活：大应变。
查看非线性应力和非线性应变解算结果。
4.1 SOL106解算方案主要步骤
输出请求：激活应变； 非线性参数：设置增量
数为20； 模型数据：激活大变形。
4.2 SOL106解算成功，后处理窗口
4.3 采用SOL106计算塑变阶段的变形情况（F为200N）
4.4 采用SOL106计算塑变阶段的变形情况（F为400N）
采用SOL106非线性模块计算出塑变阶段的数据，更符合真实的应力-应变规律！
一个端面固定约束，另 一侧棱边承受载荷；
载荷产生的实际应力超 出屈服强度后，其真实 变形需要采用SOL106求 解器。
2.1 自定义应力-应变曲线1（定义本地材料的参数）
2.2 定义应力-应变曲线2（表格内的数据，来自网络）
确定后，进 一步定义初 始屈服点/值
3.1 采用SOL101计算弹塑临界阶段的变形情况（F为100N）
外载荷小于100N左右，板材的变形符合胡克弹变规律的（本构模型）。
3.2 采用SOL101计算塑变阶段的变形情况（F为200N）
UG NX有限元分析 非线性基础案例（SOL 106）
沈春根、 关天龙、孔维忠 2016年10月第1版 2019年7月第2版
已熟悉SOL101和自定 义本地库材料的操作
1. 问题提出：超出弹变范围后的应力、应变如何求解？
Paቤተ መጻሕፍቲ ባይዱt Sim
结构尺寸如图所示，材 料为Q235；
5. SOL106操作主要步骤
建立FEM模型，主要定义应力-应变曲线（表格数据）， 定义初始屈服值；
建立SOL106解算方案： 1）输出请求中激活：应变； 2）工况控制中定义：增量值； 3）模型数据中激活：大应变。
查看非线性应力和非线性应变解算结果。
4.1 SOL106解算方案主要步骤
输出请求：激活应变； 非线性参数：设置增量
数为20； 模型数据：激活大变形。
4.2 SOL106解算成功，后处理窗口
4.3 采用SOL106计算塑变阶段的变形情况（F为200N）
4.4 采用SOL106计算塑变阶段的变形情况（F为400N）
采用SOL106非线性模块计算出塑变阶段的数据，更符合真实的应力-应变规律！
一个端面固定约束，另 一侧棱边承受载荷；
载荷产生的实际应力超 出屈服强度后，其真实 变形需要采用SOL106求 解器。
2.1 自定义应力-应变曲线1（定义本地材料的参数）
2.2 定义应力-应变曲线2（表格内的数据，来自网络）
确定后，进 一步定义初 始屈服点/值
3.1 采用SOL101计算弹塑临界阶段的变形情况（F为100N）
外载荷小于100N左右，板材的变形符合胡克弹变规律的（本构模型）。
3.2 采用SOL101计算塑变阶段的变形情况（F为200N）
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
31_UG流体基础案例旋转参考系_沈春根-免费分享
的过渡面。
1.2旋转参考系（RFR）的示例2_轴向风扇流分析
① 管道； ② 惯性流体域（两
处）； ③ 风扇或者各类叶轮； ④ 旋转参考系中的流
体域。
构建3个 流体域
2. 背景和要求
风扇叶轮介质：空气； 工况转速1000rpm； 求解工况转速下的流场； 求解不同转速下，最大流
速和最大压力（静压）的 流场及其变化。
4.1 编辑解算方案和求解-选择湍流模型
在导航器窗口，选中Solution 1右键-编辑- 打开对话框；
解算方案细节-湍流模型，切换 为标准的K-Epsilon模型。
4.2 编辑解算方案和求解
根据
求解
需要
5.1 后处理- 光顺-速度场
在导航器窗口，双击-结果Flow – 进入后处理窗口；
3.7 前处理-定义入口和出口边界条件
仿真对象类型-流边界条件，打开 对话框；
类型:开口； 依次选择惯性流体域四周侧面（选
择左、右面，作为出口和入口）； 其他参数默认，确认。
3.8 前处理-定义入口和出口边界条件-效果
入口： 开口
流动面：惯
性流的四周 +旋转流的
3个面
出口： 开口
惯性流体域和旋转流体域两个几 何体独立，不能布尔求和。
最终获得叶轮、旋转流体域和 惯性流体域等3个体。
叶轮模型隐藏，不参与仿真计 算。
3.3 前处理- 新建FEM，网格划分
内：旋转流体域；外：惯性流体域。 对于复杂模型，建议在CAD中进行几何
体检查，避免网格划分失败。
应用模块、前/后处理； 新建FEM，Simcenter 热
依次点开：流-增量12 - 速度 （单元-节点） - 幅值（方向根 据需要选择）；
1.2旋转参考系（RFR）的示例2_轴向风扇流分析
① 管道； ② 惯性流体域（两
处）； ③ 风扇或者各类叶轮； ④ 旋转参考系中的流
体域。
构建3个 流体域
2. 背景和要求
风扇叶轮介质：空气； 工况转速1000rpm； 求解工况转速下的流场； 求解不同转速下，最大流
速和最大压力（静压）的 流场及其变化。
4.1 编辑解算方案和求解-选择湍流模型
在导航器窗口，选中Solution 1右键-编辑- 打开对话框；
解算方案细节-湍流模型，切换 为标准的K-Epsilon模型。
4.2 编辑解算方案和求解
根据
求解
需要
5.1 后处理- 光顺-速度场
在导航器窗口，双击-结果Flow – 进入后处理窗口；
3.7 前处理-定义入口和出口边界条件
仿真对象类型-流边界条件，打开 对话框；
类型:开口； 依次选择惯性流体域四周侧面（选
择左、右面，作为出口和入口）； 其他参数默认，确认。
3.8 前处理-定义入口和出口边界条件-效果
入口： 开口
流动面：惯
性流的四周 +旋转流的
3个面
出口： 开口
惯性流体域和旋转流体域两个几 何体独立，不能布尔求和。
最终获得叶轮、旋转流体域和 惯性流体域等3个体。
叶轮模型隐藏，不参与仿真计 算。
3.3 前处理- 新建FEM，网格划分
内：旋转流体域；外：惯性流体域。 对于复杂模型，建议在CAD中进行几何
体检查，避免网格划分失败。
应用模块、前/后处理； 新建FEM，Simcenter 热
依次点开：流-增量12 - 速度 （单元-节点） - 幅值（方向根 据需要选择）；
1_UG有限元难理解术语及其应用NO1_沈春根
目录
仿真坐标系
网格配对条件
1D连接用法
本知识点为第1部分， 第2部分还在不断 地补充和完善中 ---
接触和粘结条件
1.1 仿真坐标系的类型
绝对坐标系（ACS，全局坐标系）：永久不能动； 工作坐标系 (WCS)：可以移动，创建节点坐标系以之 作为参考； 局部坐标系：用户自定义，有助于构建FEM模型； 节点位移坐标系：定义节点位移限制时，要使用它； 节点参考坐标系：提供节点参考坐标值，创建附加网 格有用。
的情况（网格配对条件和曲 面接触网格，均在FEM中定
义）；
支持的解算 方案类型
4.2 接触和粘结条件- 面对面胶合
和面对面接触一样，应用于仿真文件为活动状态 的情况； 连接两个曲面，以防止在所有方向产生相对运动； 除了SOL 701 和轴对称解算方案不支持该类型之 外，适用于所有结构 NX Nastran 解算方案； 边到面胶合配对条件 – 配合拆分体使用
该操作在理想化环境下进行的； 为在FEM环境中网格配对操作 提供了条件； 注意仿真导航器窗口操作节点名 称发生的变化；
3.1、 1D连接 – 使用场合
可以用来连接一个装配 FEM 中的组件 FEM； 可以用来连接一个 FEM 中
的多个片体和实体；
使用基于 FE 的连接可更精确地控制节点位置；
或在基础几何体不可用时，使用它；
由于基于 FE 的连接没有绑定到基础几何体，因
此如果修改几何体或网格，它们可能不能正确更
新。
4.1 接触和粘结条件 - 面对面接触
定义两个曲面之间的接触；
应用在两个曲面有滑动趋势 的两个曲面之间；
应用于仿真文件为活动状态
2.2 网格配对- 类型
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。
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；
26_UG非线性疲劳分析_沈春根
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.6 耐久性步骤-新建激励
全单位周期
3.7 耐久性步骤-求解、打开和查看结果
4.1疲劳耐久评判依据
4.2 疲劳耐久分析结果评判- 疲劳寿命
疲劳寿命：最小工 作周期为855次 <10000次,说明在设 定的交变应力作用 次数完成前，该零 件就会疲劳失效。
4.3 疲劳耐久分析结果评判- 疲劳安全系数
p 导体疲劳耐久性分析结果及评判方法；
1.1 疲劳耐久性分析的用途
p 用于在简单或复杂加载条件的累积效应下，对设计结构的强度及 其耐久性进行评估。
p UG 耐久性分析包括：强度分析和疲劳分析。 Ø 强度分析：用来评估结构是否可以瞬间承受对其施加的最大静态
或瞬态应力。此静态强度评估可用于确定是否需要进行疲劳计算。 例如，如果峰值应力超出材料的强度极限，则需要进行疲劳计算。 Ø 疲劳分析：用来根据应力或应变的时间历程来评估模型的疲劳强 度和疲劳寿命。
1.4 疲劳分析耐久分析流程-基于函数
p 加载或创建应力或应变历程的 AFU 函数； p 创建疲劳耐久性对象，定义疲劳寿命准则和用于
计算损伤命令的循环应力-应变模型； p 计算应力或应变历程引起的耐久性损伤。
1.5 疲劳分析耐久分析流程-定义S-N曲线
2.1 导体非线性静态分析（SOL106）
2.5 导体非线性静态分析（SOL106）
右击【Solution1】节点，单击【求解】后弹出【求解】 对话框，单击【确定】按钮即可进行仿真方案的解算。
2.6 导体非线性静态分析（SOL106）
非线性应力-单元-节点（Von Mises）
非线性应力-单元（ Von Mises ）
注：计算得到应力将应用于耐久性分析中载荷施加，应力结果影响强度安全系数
3.6 耐久性步骤-新建激励
全单位周期
3.7 耐久性步骤-求解、打开和查看结果
4.1疲劳耐久评判依据
4.2 疲劳耐久分析结果评判- 疲劳寿命
疲劳寿命：最小工 作周期为855次 <10000次,说明在设 定的交变应力作用 次数完成前，该零 件就会疲劳失效。
4.3 疲劳耐久分析结果评判- 疲劳安全系数
p 导体疲劳耐久性分析结果及评判方法；
1.1 疲劳耐久性分析的用途
p 用于在简单或复杂加载条件的累积效应下，对设计结构的强度及 其耐久性进行评估。
p UG 耐久性分析包括：强度分析和疲劳分析。 Ø 强度分析：用来评估结构是否可以瞬间承受对其施加的最大静态
或瞬态应力。此静态强度评估可用于确定是否需要进行疲劳计算。 例如，如果峰值应力超出材料的强度极限，则需要进行疲劳计算。 Ø 疲劳分析：用来根据应力或应变的时间历程来评估模型的疲劳强 度和疲劳寿命。
1.4 疲劳分析耐久分析流程-基于函数
p 加载或创建应力或应变历程的 AFU 函数； p 创建疲劳耐久性对象，定义疲劳寿命准则和用于
计算损伤命令的循环应力-应变模型； p 计算应力或应变历程引起的耐久性损伤。
1.5 疲劳分析耐久分析流程-定义S-N曲线
2.1 导体非线性静态分析（SOL106）
2.5 导体非线性静态分析（SOL106）
右击【Solution1】节点，单击【求解】后弹出【求解】 对话框，单击【确定】按钮即可进行仿真方案的解算。
2.6 导体非线性静态分析（SOL106）
非线性应力-单元-节点（Von Mises）
非线性应力-单元（ Von Mises ）
注：计算得到应力将应用于耐久性分析中载荷施加，应力结果影响强度安全系数
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
14_UG有限元焊接分析_沈春根
此棱边或者附近建立 一条焊缝
2.0 实例基本情况- FEM模型
板1
板2
2.0 实例基本情况- SIM模型
此棱边或者 附近区域建 立不同类型 的焊接单元
2.1 CWELD实例_步骤1，weld单元
2.1 CWELD实例_步骤2，焊接属性
2.1 CWELD实例_步骤3，显示焊接单元
显示的红色区域，即 为建立焊缝（点焊）
江苏大学 沈春根 2017年3月第1版
UG NX10.0 版本
目录
焊接连接基础 CWELD命令有限元实例 点焊命令有限元实例 焊接连接的总结
1.0 焊接连接基础 – UG NX提供的方法
提供了2类焊接方法，分别是 CWELD和点焊。
CWELD为0D单元。 点焊是使用 1D 梁单元。 它们都是焊接连接的模拟。
1.2 焊接连接基础 – 点焊命令
使用 1D 梁单元（可以刚性梁/ 杆，也可以弹性梁单元），如 RBE2、CBEAM、CBA R单元。
定义 1D 单元连接，方法是将 一系列位置投影到选定的面， 这些面定义要连接的顶部和底 部网格。
2.0 实例基本情况- CAD模型
上板1材料steel，厚2； 下板2材料steel，厚2.5； 焊缝材料也是steel。
此棱边或者附近建立一条焊缝20实例基本情况fem模型20实例基本情况sim模型此棱边或者附近区域建立不同类型的焊接单元21cweld实例步骤1weld单元21cweld21cweld实例步骤3显示焊接单元显示的红色区域即为建立焊缝点焊的单元
UG NX有限元培训 – 专题14
UG NX有限元分析 焊接连接分析
3. 焊接有限元总结
从Z向变形数据结构看，点焊命令的结果偏大些，这说明 采用刚性梁来模拟焊缝相对保守；
2.0 实例基本情况- FEM模型
板1
板2
2.0 实例基本情况- SIM模型
此棱边或者 附近区域建 立不同类型 的焊接单元
2.1 CWELD实例_步骤1，weld单元
2.1 CWELD实例_步骤2，焊接属性
2.1 CWELD实例_步骤3，显示焊接单元
显示的红色区域，即 为建立焊缝（点焊）
江苏大学 沈春根 2017年3月第1版
UG NX10.0 版本
目录
焊接连接基础 CWELD命令有限元实例 点焊命令有限元实例 焊接连接的总结
1.0 焊接连接基础 – UG NX提供的方法
提供了2类焊接方法，分别是 CWELD和点焊。
CWELD为0D单元。 点焊是使用 1D 梁单元。 它们都是焊接连接的模拟。
1.2 焊接连接基础 – 点焊命令
使用 1D 梁单元（可以刚性梁/ 杆，也可以弹性梁单元），如 RBE2、CBEAM、CBA R单元。
定义 1D 单元连接，方法是将 一系列位置投影到选定的面， 这些面定义要连接的顶部和底 部网格。
2.0 实例基本情况- CAD模型
上板1材料steel，厚2； 下板2材料steel，厚2.5； 焊缝材料也是steel。
此棱边或者附近建立一条焊缝20实例基本情况fem模型20实例基本情况sim模型此棱边或者附近区域建立不同类型的焊接单元21cweld实例步骤1weld单元21cweld21cweld实例步骤3显示焊接单元显示的红色区域即为建立焊缝点焊的单元
UG NX有限元培训 – 专题14
UG NX有限元分析 焊接连接分析
3. 焊接有限元总结
从Z向变形数据结构看，点焊命令的结果偏大些，这说明 采用刚性梁来模拟焊缝相对保守；
0_UGNX有限元教学笔记2017_沈春根-免费分享
① 热传导分析。 ② 流体分析。 ③ 热固耦合结构分析。 ④ 热流耦合结构分析。 ⑤ 动力响应分析。
第8天 – 内容
① 网格划分提高实例演示。 ② 对称约束实例演示。 ③ 轴对称结构应用实例。 ④ 非均匀载荷及其应用实例。
第9天 – 内容（扩展模块1）
① 屈曲失稳分析。 ② 模态结构仿真分析。 ③ 几何尺寸优化分析 。 ④ 非线性结构分析。 ⑤ 零件疲劳分析。
第10天 – 内容（扩展模块2）
② 阶梯轴零件六面体划分，轴承力载荷。 ③ 中空套类零件六面体划分。 ④ 网格细化命令演示，中间带孔底座四周应力集中案
例演示。
第4天- 内容
① 工字型底座受力分析流程，1）理想化环境提升体、 拆分体；2）2D网格划分；3）单元质量检查。
② 2D坏单元修复，1）分割壳；2）合并三角形。 ③ 稍复杂零件抽取中面演示案例。 ④ 局部加载需要，进行：1）分割面；2）分割线；3）
1）同时建立FEM和SIM；2）圆柱坐标系。
第2天 – 内容
① 演示1个prt建立多个FEM、1个FEM建立多个 SIM实例及其用途（L型底座）。
② 演示建立多个solution。 ③ 演示克隆解算方案。 ④ 建立子工况及其作用。 ⑤ 自定义材料实例演示。
第3天 – 内容
① Z字型底座受力分析流程，1）拆分六面体；2）网 格配对初步；3）单元和节点的显示；4）强调熟练 掌握分析流程的重要性。
② 0D及其应用实例：1）0D在网格点/点；2）0D均布 到棱边上；3）0D均布到面上。
③ 台阶周受到不平衡质量点，在某个转速下分析： ④ 1D蛛网连接：1）中心点和端面连接；2）中心点和
内孔圆柱面连接。 ⑤ 轴零件施加力矩实例演示。
第7天 – 内容ห้องสมุดไป่ตู้
第8天 – 内容
① 网格划分提高实例演示。 ② 对称约束实例演示。 ③ 轴对称结构应用实例。 ④ 非均匀载荷及其应用实例。
第9天 – 内容（扩展模块1）
① 屈曲失稳分析。 ② 模态结构仿真分析。 ③ 几何尺寸优化分析 。 ④ 非线性结构分析。 ⑤ 零件疲劳分析。
第10天 – 内容（扩展模块2）
② 阶梯轴零件六面体划分，轴承力载荷。 ③ 中空套类零件六面体划分。 ④ 网格细化命令演示，中间带孔底座四周应力集中案
例演示。
第4天- 内容
① 工字型底座受力分析流程，1）理想化环境提升体、 拆分体；2）2D网格划分；3）单元质量检查。
② 2D坏单元修复，1）分割壳；2）合并三角形。 ③ 稍复杂零件抽取中面演示案例。 ④ 局部加载需要，进行：1）分割面；2）分割线；3）
1）同时建立FEM和SIM；2）圆柱坐标系。
第2天 – 内容
① 演示1个prt建立多个FEM、1个FEM建立多个 SIM实例及其用途（L型底座）。
② 演示建立多个solution。 ③ 演示克隆解算方案。 ④ 建立子工况及其作用。 ⑤ 自定义材料实例演示。
第3天 – 内容
① Z字型底座受力分析流程，1）拆分六面体；2）网 格配对初步；3）单元和节点的显示；4）强调熟练 掌握分析流程的重要性。
② 0D及其应用实例：1）0D在网格点/点；2）0D均布 到棱边上；3）0D均布到面上。
③ 台阶周受到不平衡质量点，在某个转速下分析： ④ 1D蛛网连接：1）中心点和端面连接；2）中心点和
内孔圆柱面连接。 ⑤ 轴零件施加力矩实例演示。
第7天 – 内容ห้องสมุดไป่ตู้
柔性体有限元分析在UG运动仿真教学中的应用
第1期机电技术柔性体有限元分析在UG运动仿真教学中的应用何玉山谢晓华（永州职业技术学院，湖南永州425100）摘要：在UG运动仿真的教学中，一般是先假设零件都为刚体再进行运动仿真，但机构中往往存在柔性体零件，运动时将会发生较大的弹性形变。
应用UG的“高级仿真”模块，通过建立柔性体零件的有限元模型和仿真模型，并进行模态分析求解，在运动仿真模块中，将部件模态数据添加到运动分析中并定义柔体，从而在UG运动仿真教学中实现刚柔并存的运动分析。
关键词：UG；有限元；柔性体；运动；仿真中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1672-4801（2018）01-019-02DOI:10.19508/ki.1672-4801.2018.01.007在UG运动仿真的教学中，一般是对机构的刚体进行运动学仿真分析，但机构中往往存在柔性体构件，这些刚体运动仿真无法表示柔性体构件的动力学特性。
对于存在柔性体构件的机构，可以使用柔性体分析方法来组合弹性变形与刚体运动，得到机构的更加真实的动力学特性。
1柔性体部件的模态分析以图1所示的曲柄滑块机构为例，假设：机体、曲柄和滑块都为刚性体，材料为Steel；连杆为柔性体，材料为ABS。
图1曲柄滑块图2连杆有限图3模态7的机构元模型位移云图1.1建立有限元模型（FEM文件）首先在UG建模模块中创建曲柄滑块机构的三维模型。
进入高级仿真模块，将连杆建立“FEM”有限元模型文件，选择有限元求解器为“NX NASTRAN”，分析类型为“结构”。
设置材料属性，在UG材料库中选择ABS。
选择具有较高计算精度的10节点四面体单元网格的“3D四面体网格”工具对零件进行网格划分，自动确定单元格大小为11.5mm，模型共划分为1779个四面体单元，网格中的节点数为3656，建立其有限元模型如图2所示。
1.2建立高级仿真模型（SIM文件）新建仿真文件SIM，解算方案类型选择“SOL103柔性体”，完成解算方案的设置。
19_UG响应仿真SOL103应用_沈春根
需要消化和深入学习内容
了解响应仿真局部放大图中各个参数的含义； 阻尼的定义、类型、测试方法和软件操作中的 设置方法； 正则模态、约束模态、固有频率、阻尼频率的概 念和相互关系；
1.3 计算传递性- 选择输入点
点击此 ID按钮
1.3需要学习的内容
结果类型：可以是位移、速度和加速度中的任意
UG NX有限元培训 – 专题19
UG NX有限元分析
响应仿真（SOL103应用）
江苏大学 沈春根
2017年10月第1版
内部教学，请勿外传
案例类型
输入类型为约束：强迫运动激励（位移、速度和 加速度）； 输入类型为载荷：节点力激励（力函数）；
重点思考如何和研究方向、研究内容联系起来！
1.0 案例说明及其要求
1.4 新建一个瞬态响应事件
其中：持续时间和比例系数根据实 际大小进行设置！
1.5 新建1个输入激励函数 Nhomakorabea存放在指 定目录
1.6 输入激励函数
可以是自拟的理想激励函数； 也可以是实际测试得到的激励函数；
1.7.1 评估输出点-加速度
1.7.2 评估输出点-应力
1.7 需要思考
指定输出点结果为加速度，有何用处？
输入 点
棱边除Z方向之外， 全部固定； 棱边Z方向为激励 输入方向；
输出 点
求解模态及其相关信息； 3个输入点相对于输入点的传递函数（频响函数）； 输入点激励为0.5*sin(360*time)，评价输出点的响应（最大应力）；
1.1 建立S103解算方案和基本文件
定义约束和强迫运动位置，
指定输出点结果为应力，有何用处？
在施加强迫激励前，先用XY函数工具把振动的
26_UG非线性疲劳分析_沈春根-免费分享
2.2 导体非线性静态分析（SOL106）
2.3 导体非线性静态分析（SOL106）
采用3D扫掠网格（CHEXA20）对导 体进行网格划分
2.3 导体非线性静态分析（SOL106）
导体物理属性选择 PSOLID（实体）
材料发生塑性变形时的应力应处于材料 的屈服强度与极限抗拉强度之间，极限 抗拉强度是耐久性分析结果中强度安全 系数的主要评价标准。
采用CAE软件计算得到的疲劳耐久性结果，应与实 际疲劳测试数据进行对比。
本案例使用NX10.0版本作为疲劳耐久分析软件。
导体疲劳耐久性分析结果及评判方法；
1.1 疲劳耐久性分析的用途
用于在简单或复杂加载条件的累积效应下，对设计结构的强度及 其耐久性进行评估。
UG 耐久性分析包括：强度分析和疲劳分析。 强度分析：用来评估结构是否可以瞬间承受对其施加的最大静态
或瞬态应力。此静态强度评估可用于确定是否需要进行疲劳计算。 例如，如果峰值应力超出材料的强度极限，则需要进行疲劳计算。 疲劳分析：用来根据应力或应变的时间历程来评估模型的疲劳强 度和疲劳寿命。
导体承受交变载荷后最大应力超过了材料的屈服强度， 产生了塑性变形。基于此，需要采用非线性SOL106计 算出最大交变应力作为疲劳分析的激励载荷的峰值。
本案例的导体材料选用 UG NX材料库中自带的 Copper_C10100（铜合金）。
目录
疲劳耐久分析基础知识； 导体非线性静态应力分析（SOL106）； 导体疲劳耐久性分析主要步骤；
1.2 耐久分析的基本方法
疲劳寿命：就是结构重复加载的周期数（加载次数）， 即这些加载引发引发和扩展一个或多个裂纹，最终造成 结构的断裂和失效；
疲劳分析使用累积破坏法，根据应力或应变时间关系曲 线图估算疲劳寿命，对应S-N曲线（常用）和ε-N曲线。
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；
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UG NX有限元培训 – 专题14
UG NX有限元分析 焊接连接分析
江苏大学 沈春根
2017年3月第1版
UG NX10.0 版本
目录
焊接连接基础 CWELD命令有限元实例 点焊命令有限元实例
焊接连接的总结
1.0 焊接连接基础 – UG NX提供的方法
提供了2类焊接方法，分别是 CWELD和点焊。 CWELD为0D单元。
点焊是使用 1D 梁单元。
它们都是焊接连接的模拟。
1.1 焊接连接基础 – CWELD焊接单元
不是实际单元，只是简单的连接定义。在解算模型
时，NX Nastran 会在内部生成约束方程，用于定义
CWELD 连接的刚度（和CFAST相似）。 不能使用 CWELD 连接命令连接使用同一物理属性 表的 2D 网格。 必须定义焊接单元的属性（焊接材料和焊点直径）。 焊接单元不得超出被焊接的两个面的边界。
1.2 焊接连接基础 – 点焊命令
使用 1D 梁单元（可以刚性梁/ 杆，也可以弹性梁单元），如
RBE2、CBEAM、CBA R单元。
定义 1D 单元连接，方法是将 一系列位置投影到选定的面， 这些面定义要连接的顶部和底 部网格。
2.0 实例基本情况- CAD模型
上板1材料steel，厚2； 下板2材料steel，厚2.5； 焊缝材料也是steel。
此棱边或者附近建立
一条焊缝
2.0 实例基本情况- FEM模型
板1
板2
2.0 实例基本情况- SIM模型
此棱边或者
附近区域建
立不同类型 的焊接单元
2.1 CWELD实例_步骤1，weld单元
2.1 CWELD实例_步骤2，焊接属性
2.1 CWELD实例_步骤3，显示焊接单元
显示的红色区域，即 为建立焊缝（点焊） 的单元！
2.1 CWELD实例_步骤4，sim和求解
Z方向位 移云图
2.2 点焊实例_步骤1，点焊对话框
2.2 点焊实例_步骤2，点焊单元显示
建立的5个 1D刚性梁； 更新顶面、 底面网格。
2.2 点焊实例_步骤3，sim和求解
和cweld 相比，略 大些性梁！
3. 焊接有限元总结
从Z向变形数据结构看，点焊命令的结果偏大些，这说明
采用刚性梁来模拟焊缝相对保守； 当不过分关注焊缝本身的变形和应力情况下，这两种方
法都可以模拟焊接连接；
CWELD可以改变焊缝材料和焊缝大小，相对来说更加合 理地模拟焊接连接，操作更加简便，优先采用！ 点焊命令中也可以采用弹性杆/梁（CBAR/CBEAM）， 这意味着改变梁的材料属性和截面形状，可以来模拟焊缝 参数，从这一点来看，和CWELD原理类似了。