UG有限元分析教程

格式：docx
大小：37.04 KB
文档页数：2

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有限元分析在工程力学教学中的应用

１４　现代制造技术与装备　２０１３第５期总第２１６期　

ＵＧ有限元分析在工程力学教学中的应用　

谢晓华　

（永州职业技术学院，永州４２５１００）　

摘　要：在工程力学的教学中，运用ＵＧ对力学问题进行有限元分析，通过创建有限元模型和仿真模型，在　

解算完成后，输出位移和应力等参数的分布情况，并进行动画仿真。ＵＧ有限元分析使力学问题形象生动，学生　

通过后外理完成的图表和仿真动画，更容易理解和掌握有关力学问题　学生还掌握了一种运用计算机技术来解　决工程力学问题的方法。　

关键词：ＵＧ　有限元　工程力学　教学　

引言　Ｔ程力学与工程技术联系极为密切，定理、定律和结　论广泛应用于各行各业的Ｔ程技术中，是解决工程实际　

问题的重要基础课程。在工程力学的教学实践中，大多数　

力学问题都可以使用ＵＧ软件完成建模、分析、仿真和动　

画演示，使力学问题形象生动。学生还掌握了一种运用计　

算机技术来解决工程力学问题的方法。现通过一实例来　

分析ＵＧ有限元分析在工程力学教学中的应用。　

由铝板和钢板组成的复合材料柱，如图１所示，纵向　载荷Ｆ通过刚性平板沿着柱的中心线施加在铝板和钢板　

上。已知载荷Ｆ＝５００ｋＮ；铝的弹性模量Ｅ　＝７０ＧＰａ，钢的弹性　

模量Ｅ　＝２００ＧＰａ；ａ＝４０ｍｍ，ｂ＝３０ｍｒｎ，ｃ＝６０ｍｍ，ｈ＝１００ｍｍ。求　

铝板和钢板横截面上的最大正应力及铝板和钢板的变形　量。　

先用ＵＧ的有限元分析，再用理论计算的方法来求解　这些问题。　

图１铝板和钢板组成的复合材料　

１创建有限元分析模型　先用ＵＧ软件对分析模型进行三维实体建模，并按各　

模型的实际位置组装好实体模型。进入高级仿真模块，新　

建ＦＥＭ文件，直接进入有限元分析环境。　

（１）设置材料属性。利用“材料属性”工具创建钢材　

料，其密度ｐ＝７．８ｅ一６　ｋｇ／ｍｍ　，弹性模量Ｅ￣＝２００ＧＰａ，泊松比　

：０．３，并指派到钢板和上面的刚性板的三维模型。创建　

铝材料，其密度ｐ＝２．７ｅ一６　ｋｇ／ｍｍ　，弹性模量Ｅ　＝７０ＧＰａ，泊　松比　＝０．３３，并指派到两块铝板的ｊ维模型。　（２）网格划分。网格划分是将模型转化为离散的连续　

UG曲面教程以及有限元分析

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

UGNX4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、MSCNastran、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。UGNX4高级仿真培训教程

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

UG有限元分析1

UG6.0有限元分析

一、拉伸立体

二、进入高级仿真

1、进入仿真导航器→按右键→选择；

2、选择→固定约束→选择底面；

3、选择力→压力→顶和侧面；

4、选择窗口

或者单击屏幕左侧“仿真导航器”，进入仿真导航器界面并选中模型名称，单击右键，按改为显示部件。

1）选择，建立3D网格→出现对话框，选择实体，输入数据，见图示。

2）选择，将材质附上；选择材料ABS，选择实体→确定。

3）选择窗口

4）求解；选择 →

5）后处理。选择后处理导航器→→

单击“后处理控制”工具栏“标记开／关”图标或下拉菜单“工具”——“结果”——“标记开／关”，在模型云图中显示分析结果的最大值和最小值。在屏幕右侧仿真导航器中“results”选项，选择“位移一节点的”，云图显示有限元模型的变形情况，如图所示。

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。

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。