UGNX有限元单元质量检查沈春根
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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
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
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。
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）
14_UG有限元焊接分析_沈春根
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
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
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
UGNX有限元单元质量检查_沈春根
2.3 单元质量检查 – 检查指标（用户可控）2
2.4 单元质量检查 – 指标举例-宽高比
宽高比：检查测量单元长度与其宽度的比率。 四面体单元宽高比：采用的比率是顶点高度与相 对面的面积平方根的比率。 宽高比 = Max(cf(hi)/sqrt(Ai))，其中 i = 1,2,3,4。 最大高度与面积之比的值乘以一个因子 cf = 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。
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。
4.1 修复单元 – 分割壳类型和操作步骤
4.1.3 修复单元 – 分割壳示例3
分割的单元阶次越
低、数量越多，则 成功率越高！
将1个三角形单元 分割成2个三角形 单元
将1个三角形单元 分割成4个三角形 形单元
4.2 修复单元 – 拖动节点
拖动 方向
拖动 菜单→编辑→节点 →节点拖动 预览
4.3.1 修复单元 – 删除单元（第1步）
放大显示失 败单元
UG NX有限元培训 – 专题16
UG NX有限元分析 单元质量检查和简单修复
江苏大学 沈春根
分析→有限元模型检查
2017年5月第1版
→单元质量
目录
有限元模型检查的内容
单元质量检查和评价的指标 单元质量检查实例 不合格单元修复的基本方法
1.1 有限元模型检查 – 主要目的
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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
单元类型： CQUAD4 单元大小： 3.5mm；
放大显示失 败单元
显示警告和错误 （失败）单元
删除一个失 败单元
4.3.2 修复单元 – 创建新的节点（第2步）
4.3.3 修复单元 – 创建新的单元（第3步）
再次检查其 质量，成功！
4.4 修复单元 – 相关命令及其说明
解锁单元：在手工划分网格操作之后，软件 会自动锁定网格，以免用户在重新划分网格时无 意中移除手工编辑；反之，可以用解锁命令对单 元进行编辑。
4.1 修复单元 – 分割壳类型和操作步骤
菜单→编辑→单元 →分割壳
4.1.1 修复单元 – 分割壳示例1
将1个四边形单元 分割成2个四边形
单元
将1个四边形单元 分割成3个四边形
单元
将1个四边形单元 分割成4个四边形
单元
4.1.2 修复单元 – 分割壳示例2
将1个四边形单元 分割成2个三角形
单元
将1个四边形单元 分割成3个三角形
形单元
4.1.3 修复单元 – 分割壳示例3
分割的单元阶次越 低、数量越多，则 成功率越高！
将1个三角形单元 分割成2个三角形
单元
将1个三角形单元 分割成4个三角形
形单元
4.2 修复单元 – 拖动节点
菜单→编辑→节点 →节点拖动
拖动 方向
拖动 预览
4.3.1 修复单元 – 删除单元（第1步）
UG NX有限元培训 ห้องสมุดไป่ตู้ 专题16
UG NX有限元分析 单元质量检查和简单修复
江苏大学 沈春根 2017年5月第1版
分析→有限元模型检查 →单元质量
目录
有限元模型检查的内容 单元质量检查和评价的指标 单元质量检查实例 不合格单元修复的基本方法
1.1 有限元模型检查 – 主要目的
检查建立的有限元模型是否符合 CAD 模 型的要求。
2.3 单元质量检查 – 检查指标（用户可控）2
2.4 单元质量检查 – 指标举例-宽高比
宽高比：检查测量单元长度与其宽度的比率。 四面体单元宽高比：采用的比率是顶点高度与相
对面的面积平方根的比率。 宽高比 = Max(cf(hi)/sqrt(Ai))，其中 i = 1,2,3,4。 最大高度与面积之比的值乘以一个因子 cf =
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
单元类型： CQUAD4 单元大小： 3.5mm；
放大显示失 败单元
显示警告和错误 （失败）单元
删除一个失 败单元
4.3.2 修复单元 – 创建新的节点（第2步）
4.3.3 修复单元 – 创建新的单元（第3步）
再次检查其 质量，成功！
4.4 修复单元 – 相关命令及其说明
解锁单元：在手工划分网格操作之后，软件 会自动锁定网格，以免用户在重新划分网格时无 意中移除手工编辑；反之，可以用解锁命令对单 元进行编辑。
4.1 修复单元 – 分割壳类型和操作步骤
菜单→编辑→单元 →分割壳
4.1.1 修复单元 – 分割壳示例1
将1个四边形单元 分割成2个四边形
单元
将1个四边形单元 分割成3个四边形
单元
将1个四边形单元 分割成4个四边形
单元
4.1.2 修复单元 – 分割壳示例2
将1个四边形单元 分割成2个三角形
单元
将1个四边形单元 分割成3个三角形
形单元
4.1.3 修复单元 – 分割壳示例3
分割的单元阶次越 低、数量越多，则 成功率越高！
将1个三角形单元 分割成2个三角形
单元
将1个三角形单元 分割成4个三角形
形单元
4.2 修复单元 – 拖动节点
菜单→编辑→节点 →节点拖动
拖动 方向
拖动 预览
4.3.1 修复单元 – 删除单元（第1步）
UG NX有限元培训 ห้องสมุดไป่ตู้ 专题16
UG NX有限元分析 单元质量检查和简单修复
江苏大学 沈春根 2017年5月第1版
分析→有限元模型检查 →单元质量
目录
有限元模型检查的内容 单元质量检查和评价的指标 单元质量检查实例 不合格单元修复的基本方法
1.1 有限元模型检查 – 主要目的
检查建立的有限元模型是否符合 CAD 模 型的要求。
2.3 单元质量检查 – 检查指标（用户可控）2
2.4 单元质量检查 – 指标举例-宽高比
宽高比：检查测量单元长度与其宽度的比率。 四面体单元宽高比：采用的比率是顶点高度与相
对面的面积平方根的比率。 宽高比 = Max(cf(hi)/sqrt(Ai))，其中 i = 1,2,3,4。 最大高度与面积之比的值乘以一个因子 cf =