UGNX有限元分析入门专题实例学习教案

会计学1UG NX有限元分析有限元分析(fnx)入门专题实例入门专题实例第一页，共57页。第1页/共57页第二页，共57页。第2页/共57页第三页，共57页。HSK刀柄(do bn)实体模型三维简化(jinhu)模型第3页/共57页第四页，共57页。第4页/共57页第五页，共57页。第5页/共57页第六页，共57页。第6页/共57页第七页，共57页。单击确定(qudng)设置(shzh)为轴对称（1 1）创建有限元模型）创建有限元模型(mxng)(mxng)的解算方案的解算方案o依次左键单击【开始】和【高级仿真】，在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击【HSK63E.prt】节点，右键弹出菜单并单击出现的【新建FEM和仿真】选项，弹出【新建FEM和仿真】对话框。 第7页/共57页第八页，共57页。弹出信息(xnx)对话框仿真导航(dohng)器新增新的节点单击关闭(gunb)第8页/共57页第九页，共57页。第9页/共57页第十页，共57页。设置相关(xinggun)参数设置相关参数第10页/共57页第十一页，共57页。单击【新建材料(cilio)】输入名称及参数单击【确定】第11页/共57页第十二页，共57页。单击【创建(chungjin)】选择材料单击【确定】第12页/共57页第十三页，共57页。设置相关(xinggun)参数单击【确定】第13页/共57页第十四页，共57页。相关操作后得到的截面(jimin)模型第14页/共57页第十五页，共57页。设置(shzh)相关参数单击确定仿真导航器新增节点第15页/共57页第十六页，共57页。o单击工具栏中的【单元(dnyun)质量】图标，弹出【单元(dnyun)质量】对话框：设置相关(xinggun)参数第16页/共57页第十七页，共57页。o单击【仿真导航器】窗口(chungku)分级树中【HSK63E_fem1.fem】节点，右键弹出快捷菜单的【显示仿真】命令，弹出【HSK63E_sim1.sim】节点并单击该选项，即进入SIM仿真环境o1）施加边界约束o2）施加载荷第17页/共57页第十八页，共57页。设置(shzh)相关参数o单击工具栏中【约束类型】中的【用户定义(dngy)约束】命令，弹出【用户定义(dngy)约束】对话框；1 1）施加）施加(shji)(shji)边界约束边界约束固定约束施加示意图第18页/共57页第十九页，共57页。2022-6-172 2）施加）施加(shji)(shji)载荷载荷o单击工具栏中的【载荷类型(lixng)】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【离心】图标，弹出【离心力】对话框；设置(shzh)相关参数单击确定第19页/共57页第二十页，共57页。p在仿真窗口中单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹出【求解】对话框，单击【确定】按钮，稍等后完成分析作业，关闭(gunb)各个信息窗口，双击出现的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。第20页/共57页第二十一页，共57页。o在【后处理导航器】窗口分级树中，点击(din j)【Solution 1】，打开【位移-节点的】前面的加号（+），单击【幅值】节点，可以查看截面的整体变形情况。打开【应力-单元节点的】前面的加号（+），选择【Von Mises】可以查看截面的Von Mises的应力情况。位移(wiy)幅值云图Von Mises云图第21页/共57页第二十二页，共57页。Von Mises 云图(yn t)最大值及最小值2 2）查看）查看(chkn)(chkn)云图最大值及最云图最大值及最小值小值o查看截面变形和应力(yngl)的最大值与最小值可以通过【后处理导航器】中的【云图绘图】中的【Post View1】来实现；第22页/共57页第二十三页，共57页。o通过【拖动注释】命令(mng lng)来放置和调整最大值与最小值的位置，单击【新建注释】命令(mng lng)，弹出相应的对话框设置(shzh)相关参数3 3）注释）注释(zhsh)N(zhsh)N个最大值及最个最大值及最小值小值3个最小值及3个最大值第23页/共57页第二十四页，共57页。o选择【编辑后处理视图】命令，可以(ky)对后处理中的【显示】、【图例】、【文本】等内容进行相关参数设置；单击【编辑后处理视图】命令，弹出相应的对话框；选取不同(b tn)的项目编辑相应的结果4 4）编辑）编辑(binj)(binj)后处理视图后处理视图勾选显示未变形的模型示意图第24页/共57页第二十五页，共57页。o单击【编辑后处理视图】对话框中的【显示于】后面的下拉小三角形符号，选择【3D轴对称结构(jigu)】，单击后面的【选项】按钮，弹出【3D轴对称】设置对话框设置(shzh)相关参数5 5）显示）显示(xinsh)3D(xinsh)3D轴对称结构轴对称结构360度显示模型结果示意图第25页/共57页第二十六页，共57页。o单击【编辑后处理视图】，对文本，图例(tl)进行相关设置；设置相关(xinggun)参数6 6）其他）其他(qt)(qt)设置设置参数设置第26页/共57页第二十七页，共57页。第27页/共57页第二十八页，共57页。第28页/共57页第二十九页，共57页。a 直接(zhji)划分单元后的位移云图 b 直接(zhji)划分单元后的应力云图第29页/共57页第三十页，共57页。第30页/共57页第三十一页，共57页。吊篮(dio ln)简化模型第31页/共57页第三十二页，共57页。第32页/共57页第三十三页，共57页。第33页/共57页第三十四页，共57页。第34页/共57页第三十五页，共57页。（1 1）创建）创建(chungjin)(chungjin)有限元模型的解算方案有限元模型的解算方案o依次左键单击【开始】和【高级仿真】，右键单击弹出的【新建FEM和仿真】选项，弹出【新建FEM和仿真】对话框，设置相关参数，即可进入了创建有限元模型的环境，注意在【仿真导航器】窗口(chungku)的分级树中出现了相关节点。o 仿真(fn zhn)导航器新增节点第35页/共57页第三十六页，共57页。o双击【仿真(fn zhn)导航器】窗口分级树中的【Diaolan_fem1.fem】节点，进入FEM环境，再双击【Diaolan_fem1_i.prt】理想化模型节点，即可进入理想化模型环境，对模型进行相关操作。o 拆分体相关(xinggun)参数设置1 1）拆分体操作）拆分体操作(cozu)(cozu)拆分体结果示意图第36页/共57页第三十七页，共57页。2 2）分割）分割(fng)(fng)面操作面操作o单击【理想化几何体】图标右侧的小三角符号(fho)，单击出现的【分割面】图标，弹出【分割面】对话框：o 设置相关(xinggun)参数分割面结果示意图第37页/共57页第三十八页，共57页。第38页/共57页第三十九页，共57页。复制(fzh)材料输入名称及参数单击【确定】第39页/共57页第四十页，共57页。单击【创建(chungjin)】选择材料单击【确定】第40页/共57页第四十一页，共57页。单击【确定(qudng)】第41页/共57页第四十二页，共57页。设置相关(xinggun)参数单击确定网格划分后示意图第42页/共57页第四十三页，共57页。o单击工具栏中的【单元(dnyun)质量】图标，弹出【单元(dnyun)质量】对话框：设置相关(xinggun)参数第43页/共57页第四十四页，共57页。2022-6-17（4 4）创建仿真）创建仿真(fn zhn)(fn zhn)模型模型o在【仿真导航器】窗口(chungku)分级树中，右键单击【Diaolan_fem1.fem】节点，找到【显示仿真】单击选择【Diaolan_sim1.sim】节点，进入仿真模型操作环境。o1）施加边界固定约束o2）施加边界对称约束o3）施加风压压力o4）施加重力载荷第44页/共57页第四十五页，共57页。o单击工具栏中【约束(yush)类型】中的【固定约束(yush)】命令，弹出【固定约束(yush)】对话框。设置相关(xinggun)参数单击确定约束效果示意第45页/共57页第四十六页，共57页。o单击工具栏中【约束类型(lixng)】中的【对称约束】命令，弹出【对称约束】对话框。设置(shzh)相关参数单击确定约束效果示意第46页/共57页第四十七页，共57页。o单击工具栏中的【载荷类型】图标右侧(yu c)的小三角形符号，单击其中的【压力】图标，弹出对话框。单击确定(qudng)设置相关参数第47页/共57页第四十八页，共57页。o单击工具栏中的【载荷(zi h)类型】图标右侧的小三角形符号，单击其中的【重力】图标，弹出对话框。单击确定(qudng)设置相关参数仿真导航器新增节点第48页/共57页第四十九页，共57页。o在仿真(fn zhn)导航器窗口的分级树中，单击【Solution 1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹出【求解】对话框，单击【编辑解算方案属性】按钮，弹出【编辑解算方案】对话框，关闭【预览解算方案设置】子项【迭代求解器】，单击【工况控制】选项卡，单击【Contact Parameters】右侧的【创建模型对象】图标，弹出【接触参数】对话框，将【接触状态】切换为【从初始开始】，将【初始穿透/缝隙】切换为【设为零】，单击【确定】按钮，返回到【编辑解算方案】对话框，再次单击【确定】按钮，返回到【求解】对话框。o单击【求解】对话框中的【确定】按钮，稍等完成分析作业后，关闭各个信息窗口，双击出现的【结果】节点，即可进入后处理分析环境。第49页/共57页第五十页，共57页。o在【后处理导航器】窗口的分级树中，增加了接触分析结果的类型，可以展开各自的子节点进行查看(chkn)相应的分析结果。双击相应(xingyng)的节点即可查看相应(xingyng)的云图第50页/共57页第五十一页，共57页。o在【后处理导航器】窗口的分级树中，可以查看吊篮整体(zhngt)变形情况；吊篮模型的Von Mises的应力分布情况。吊篮(dio ln)的整体变形位移云图吊篮的的Von Mises应力云图第51页/共57页第五十二页，共57页。o吊篮应力(yngl)的最大值与最小值可以通过【后处理导航器】窗口分级树中的【云图绘图】的【Post View1】来实现，在这个节点命令中，可以通过勾选【单元】前面的【对号】显示和查看所关心单元的结果；通过勾选【注释】命令中的【Minimum】和【Maximum】在窗口中显示计算结果的最大值和最小值。查看(chkn)最大最小值第52页/共57页第五十三页，共57页。o左键单击【首选项】下【可视化】命令(mng lng)，弹出【可视化首选项】对话框；取消(qxio)勾选取消勾选三重轴后的云图第53页/共57页第五十四页，共57页。o可以通过在工具栏菜单上选择【标识结果】命令，来查看自己关心模型部位的分析结果，也可以通过工具栏菜单上的【播放】命令，来查看模型变形位移及应力变化的情况。o单击工具栏中的【返回到模型】命令，退出【后处理】显示模式，完成此次计算任务的操作。o上述实例模型源文件和相应输出结果请参考随书光盘Book_CDPartPart_CAE_finishCh02_Diaolan文件夹中相关(xinggun)文件，操作过程的演示请参考影像文件Book_CDAVICh02_Diaolan_AVI。第54页/共57页第五十五页，共57页。o（1）本实例通过对一个完整的循环对称零件进行分割，通过拆分体进行3D网格划分(hu fn)，再通过【对称约束】功能，可减少一半的模型网格划分(hu fn)及计算工作量。o（2）为了说明本实例采用【对称约束】功能，在减少计算规模上具有的优势，再采用传统的整体3D实体单元网格划分(hu fn)方法进行分析操作，在边界约束条件和加载条件一致的前提下，计算的变形位移云图和应力云图结果，分别如下图所示，显然，从计算结果数值的角度来看，两者方法的计算精度非常接近。直接划分实体单元(dnyun)后计算位移云图直接划分实体(sht)单元后计算应力云图第55页/共57页第五十六页，共57页。o 本章节主要讲解了回转类轴对称结构、约束对称类零件的有限元分析两个实例的操作流程，重点对【轴对称分析】分析类型及【对称约束】命令(mng lng)应用中的工作流程、主要选项和参数设置作了介绍，为实际工程中对称类零件和装配模型的有限元分析提供了基本的方法第56页/共57页第五十七页，共57页。