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NX CAE讲座之 陆海燕 高级技术顾问 西门子产品管理软件公司 NX Advanced FEM+ Nastran结构分析 议程 NX 高级有限元仿真流程简介 NX CAE结构分析案例 NX Nastran结构分析功能介绍 Page 3 SIEMENS PLM Software Any Design Seat Add-on Simulation to any Mach Design Seat NX Best Practice Design Wizards NX Design Simulation NX Motion Simulation NX6 CAE产品全貌 NX Advanced Simulation NX Advanced FEM Standalone No Solver Standalone With Solver Add-on Advanced Simulation to any Mach Simulation Seat NX Nastran Simulation Environments NX Thermal Simulation NX Flow Simulation NX Electronic Systems Cooling NX Laminate Composites NX Response Simulation NX Advanced Thermal Simulation NX Advanced Flow Simulation NX Space Systems Thermal NX Simulation Process Studio Standalone Simulation Seats NX Advanced FEM NX Advanced Simulation NX Motion Control NX Model Correlation Page 4 SIEMENS PLM Software NX 高级仿真分析包功能 前处理： 网格 +边界条件 +求解设定 NX Advanced FEM Ansys NX&MSC/Nastran Abaqus LSDYNA 求解功能 （ NX Nastran 无求解规模限制）： 线性静态分析（含惯性释放） 模态分析 屈曲分析 稳态热传导 瞬态热传导 点焊分析 后处理 云图 XY图线 分析向导 强度分析向 导 振动分析向 导 Page 5 SIEMENS PLM Software 缩短 FE建模 /网格划分时间 改进 FEA求解时间 跟踪工程数据 提早开始系统级 CAE分析 NX CAE的价值 流程创新 Solve Mesh Look for inform ation Evaluate Create geome try Loads BCs Mesh Evaluate Create geometry Look for information Loads BCs Part Design Create geometry Export & repair design geometry CAE分析流程对比 NX CAE分析流程给企业带来的价值 Page 6 SIEMENS PLM Software NX 高级仿真独创 CAD&CAE一体化流程 几何 CAE 模型 求解 结果查看 载荷和边界 报告与结论 迭代与优化 （如果有需要） 理想化模型 前处理 后处理 CAD数据无需转化到 CAE平台 几何处理方式多样灵活 网格划分高效 CAE模型与 CAD参数关联更新 ! 高级仿真和设计仿真提供分级解决方案 Page 7 SIEMENS PLM Software NX CAE的价值 结构创新 NX 软件最先提出多级仿真数据结构 优点： 1 各层数据柔性映射 2 追踪简化模型与主模型的变更关系 3 柔性化数据管理和模型重用 4 为有效的 CAE数据管理提供保证 主模型 CAD文件 理想化 CAD文件 FEM文件 (网格） 仿真文件（载荷， 工况等） Page 8 SIEMENS PLM Software NX-Advanced Simulation文件结构 分级数据结构支持有效的数据管理 Master Part Idealize Part FEM1 FEM2 SIM1 Idealize Part SIM2 FEM3 FEM4 Page 9 SIEMENS PLM Software NXCAE 曲柄仿真分析流程演示 Page 10 SIEMENS PLM Software NX CAE的价值 网格划分 装配有限元提高效率 5x 10 x 更快的进程 团队可以同时在装配体不同的部件上 工作 系统集成器可以集成供应商提供的模 型 自动映射组件位置和方向 x 4 多个共用组件只需要一个网格模型 如何才能像重用几何体一样重用分析模型？ Page 11 SIEMENS PLM Software NX解决方案 参数化概念从 CAD延伸到 CAE领域！ CAD CAE 设计特征 参数 /表达式 模型历史 装配树 设计意图 版本历史 无缝 传递 仿真结果 边界 网格 参数驱动 自动更新 NX Pro/E, Catia, SE 后参数化 快捷重用 CAE模型 我们期望是 突破常规 CAE流程壁垒！ （后）参数化 CAD建模 数据管理平台 TC for Simulation Page 12 SIEMENS PLM Software 热成像仪结构分析案例 零件级结构分析 组件结构振动分析 Page 13 SIEMENS PLM Software NX CAE分析向导动画演示 Page 14 SIEMENS PLM Software 通过重用提高效率 为什么需要等待几何体被改变？ 更加直观的按照意愿修 改几何体意味着更快的 反馈 模型按照期望的形式更新，并且 几何数据和分析模型保持关联 同步建模 只需选择 面 点击两次鼠 标 就可以改变或移 动特征 Page 15 SIEMENS PLM Software NX Response Simulation振动分析 分析类型 瞬态响应 频域响应 随机响应 冲击谱响应 DDAM响应 传递函数 独特优势 GUI驱动计算 快速得到结果 图表与云图显示 支持与实验的校验 激励载荷生成工具 实验载荷转化工具 Page 16 SIEMENS PLM Software 动力响应分析 NX特有的快速方便地动力响应工具 1: 准备有限元模型 创建或者读入 施加边界条件 2: 模态模型建立 计算用于动力响应的模态 SOL 103RS （ 新增模态算法 ） 3: 定义事件 瞬态 ,频率，随机，谱分析 激励：点载荷，分布载荷，强迫运动等 4: 评估响应 云图 or XY-plots NX 前后处理器 NX Nastran NX 动力响应 分析 Page 17 SIEMENS PLM Software NX动力响应分析 响应分析 Attaches RS to OP2 file Define damping 函数管理器 Create, edit, copy functions to be used for loading 传感器 Set of pre-defined locations for response calculation 事件 Define dynamic analysis type 函数工具 Function operators for creation, conversion, import, other processing Java toolkit Allows user-defined function operators 激励 Concentrated loads Distributed loads DDAM loads 函数数学运算 (FTK) Single math Multi math Overall math Min/Max Generators Page 18 SIEMENS PLM Software 振动分析演示动画 Page 19 SIEMENS PLM Software NX Nastran 企业版和桌面版 独立的解算器 ,采用浮动的授权许可证 版本历史 NX Nastran 1 2003年 9月 NX Nastran 2 2004年 4月 NX Nastran 3 2004年 12月 NX Nastran 4 2005年 10月 NX Nastran 4.1 2006年 2月 NX Nastran 5 2007年 2月 NX Nastran 5.1 2007年 9月 NX Nastran 6 2008年 4月 NX Nastran Page 20 SIEMENS PLM Software 分析类型 Steady state or Transient Material, Large deflection, Contact Static Buckling Fluid-flow Thermal Acoustics Electromagnetic Response Time domain Frequency domain Structural Non-structural Linear Nonlinear Linear Nonlinear Dynamics Durability Time domain Frequency domain FEA Direct Modal Normal Modes Complex Modes Eigenvalue Optimization Page 21 SIEMENS PLM Software NX Nastran所支持的求解类型 Steady state or Transient Material, Large deflection, Contact Static Buckling Fluid-flow Thermal Acoustics Electromagnetic Eigenvalue Response Time domain Frequency domain Structural Non-structural Linear Nonlinear Linear Nonlinear Dynamics Durability Time domain Frequency domain FEA Direct Modal Normal Modes Complex Modes Supported by NX Nastran Add-on Option Optimization Page 22 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 极高的软件可靠性 NASTRAN是一具有高度可靠性的结构有限元分析软件 , 有着 40年的开发和改进 历史 , 并通过 50,000多个最终用户的长期工程应用的验证。 NX NASTRAN的整个研制及测试过程 是在 Siemens 公司的 QA部门、美国国防 部、国家宇航局、联邦航空管理委员会 (FAA)及核能委员会 等有关机构的严 格控制下完成的 ,每一版的发行都要经过 4个级别 5,000个以上测试题目的检验 。 Page 23 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 优秀的软件品质 NX NASTRAN的计算结果与其它质量规范相比已成为最高质量标准 , 得到有限 元业界的一致公认。通过无数考题和大量工程实践的比较 ,众多重视产品质量 的大公司和工业行业都用 NASTRAN的计算结果作为标准代替其它质量规范。 Page 24 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 作为工业标准的输入 /输出格式 NX NASTRAN 被人们如此推崇而广泛应用使其输入输出格式及计算结果成为当 今 CAE工业标准 ,几乎所有的 CAD/CAM系统都竞相开发了其与 NASTRAN的直接接 口 , NASTRAN的计算结果通常被视为评估其它有限元分析软件精度的参照标准 ,同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析软件。 Page 25 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 强大的软件功能 NX NASTRAN不但容易使用而且具有十分强大的软件功能。 通过不断地完善 , 如增加新的单元类型和分析功能、提供更先进的用户界面和数据管理手段、 进一步提高解题精度和矩阵运算效益等等 。 Page 26 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 高度灵活的开放式结构 NX NASTRAN全模块化的组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好 的灵活性 , 用户可针对根据自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合 获取最佳的应用系统。此外 , NX NASTRAN的全开放式系统还为用户提供了其 它同类程序所无法比拟开发工具 DMAP语言。 Page 27 SIEMENS PLM Software NX/NASTRAN的独特优势 无限的解题能力 NX NASTRAN对于解题的自由度数、带宽或波前没有任何限制，其不但适用于 中小型项目对于处理大型工程问题也同样非常有效 , 并已得到了世人的公认 目前 NX NASTRAN已成功地解决了超过 6亿自由度以上的实际问题。 Page 28 SIEMENS PLM Software NX Nastran 6 支持的硬件平台 Har d w ar e A r chit ec t u r e E xe cut able T y p e O p er atin g S y stem Bu ild O S Lev el O t h er S u p p o r t ed O S Lev els HP - Ri s c 64 - bi t HP - UX B .11 .00 B .11 .11 HP - Ri s c 64 - bi t DMP HP - UX B .11 .00 B .11 .11 Ita ni um 64 - bi t HP - UX B .11 .22 B .11 .23 Ita ni um 64 - bi t DMP HP - UX B .11 .22 B .11 .23 Ita ni um ILP - 64 HP - UX B .11 .22 B .11 .23 Ita ni um ILP - 64 DMP HP - UX B .11 .22 B .11 .23 Ita ni um 64 - bi t Li nu x R Hat A W 2.1 Red Hat E L 3 , 4 Ita ni um 64 - bi t DMP Li nu x R Hat A W 2.1 Red Hat E L 3 , 4 Int el 32 - bi t 32 - bi t Li nu x Red Hat 7 .3 S us e 9 .2 / RH E L 3 ,4 Int el 32 - bi t 32 - bi t DMP Li nu x Red Hat 7 .3 Int el 32 - bi t 32 - bi t W i nd ow s W 2K S P 3 W X P , W i n 2 00 3 O pte r on / I nte l E M6 4T 64 - bi t Li nu x S us e 9 S us e 9 .1, 9. 3, S LE S 9 / RH E L 3 ,4 O pte r on / I nte l E M6 4T 64 - bi t DMP Li nu x S us e 9 S us e 9 .1, 9. 3, S LE S 9 / RH E L 3 ,4 O pte r on / I nte l E M6 4T 32 - bi t W i nd ow s W 2K S P 3 W X P - 64 O pte r on / I nte l E M6 4T 64 - bi t W i nd ow s W X P - 64 O pte r on / I nte l E M6 4T ILP - 64 Li nu x S us e 9 S us e 9 .1, 9. 3, S LE S 9 / RH E L 3 ,4 O pte r on / I nte l E M6 4T ILP - 64 DMP Li nu x S us e 9 S us e 9 .1, 9. 3, S LE S 9 / RH E L 3 ,4 IB M-Po w er 64 - bi t A IX A IX 5. 1 A IX 5. 2, 5.3 IB M-Po w er 64 - bi t DMP A IX A IX 5. 1 A IX 5. 2, 5.3 IB M-Po w er ILP - 64 A IX A IX 5. 1 A IX 5. 2, 5.3 IB M-Po w er ILP - 64 DMP A IX A IX 5. 1 A IX 5. 2, 5.3 S G I- A l ti x 64 - bi t S G I L i nu x P r oP ac k 3 s p3 P r oP ac k 4 S G I- A l ti x 64 - bi t DMP S G I L i nu x P r oP ac k 3 s p3 P r oP ac k 4 S G I- Mi ps 64 - bi t Ir i x Ir i x 6. 5.7 Ir i x 6. 5.2 1, 24 m , 2 7m S G I- Mi ps 64 - bi t DMP Ir i x Ir i x 6. 5.7 Ir i x 6. 5.2 7m S UN 32 - bi t S ol aris S ol aris 8 S ol aris 9, 10 S UN 64 - bi t S ol aris S ol aris 8 S ol aris 9, 10 Page 29 SIEMENS PLM Software NX Nastran 模块包 NX Nastran Analysis Features and Capabilities Basic Bundle Advanced Bundle Available Separately Basic Analysis Capabilities Linear Static l Modal l Buckling l Steady State & Transient Heat l Spot Welds l Basic Implicit Non-linear l Advanced Analysis Capabilities Dynamic Response l l Aeroelasticity I l l Superelements l l DMAP l l Parallel Processing (DMP) l l Optimization l Advanced Non-linear (Implicit/Explicit) l Rotor Dynamics l Notes: Basic bundle is a prerequisite for all add-on modules and the Advanced bundle. The Advanced bundle is not available with Femap Desktop. DMP is not available in desktop versions. Page 30 SIEMENS PLM Software NX Advanced FEM 对 Nastran的透明化支持 Page 31 SIEMENS PLM Software NX Nastran 产品方向的优势 性能提高 自动子结构综合 DMP并行计算 非线性 新的特征 更简单和灵活的子结构建 模 新的更好的单元 (例如新 的 QUAD w/o K6ROT) 提高与现有软件的操作 NX Nastran Desktop 与现在的 PLM流程的结合 可视化 PDM 创建和管理 CAE数 据 开放性 NX Nastran “Open API” 伙伴开发 JAD, ASIG, CRT, SIG 产品质量 加大对模型质量检查 开发更加有效的质量检查流 程工具 产品的易用性 无缝集成 NX Nastran在桌面级版 本 更简单更灵活的使用的标准版 整合集成 Siemens的求解技术 Page 32 SIEMENS PLM Software Thank You！