UG有限元分析第3章.

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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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。

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。

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。

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。