UG NX 7.0有限元分析入门与实例精讲
2010-8
机械工业
沈春根//王贵成//王树林
298
476000
无
UG NX是面向企业的CAD／CAM／CAE一体化软件，其中，高级仿真模块（有限元分析）在多年的发展过程中逐渐吸收和集成了世界优秀有限元软件（MSC.Nastran、I-deals、Adina和LS-DYNA等）的众多功能和优点，特别是它的结构分析功能具有计算精度高、运行速度快、操作界面友好的优势，得到了国防、航空航天、车辆、船舶、机械和电子等众多行业的接受和认可，其分析结果已成为航太等级工业CAE标准，获得美国联邦航空管理局（FAA）认证。目前介绍UG CAE实例类的图书甚少，很多UG读者迫切需要在CAD基础上掌握CAE分析技能，因此，笔者以UG NX 7.0（其有限元求解器为NX Nastmn 6.1）中文版为平台，整理出多年来在UG软件科研、教学和培训中典型的有限元分析实例，编著出书以飨读者。本书主要内容第1章讲解UG NX高级仿真操作流程、前处理、求解参数设置、后处理及其显示模式和解算结果文件导入方法等知识点。第2章讲解网格划分原则、一维梁单元划分、二维单元网格划分、三维六面体单元网格划分、手工创建网格、局部载荷施加、销约束和轴承载荷定义、自动耦合约束、螺栓预紧和面接触组合8个实例。第3章讲解线性静力学基础知识、操作流程、材料属性自定义和多载荷组合工况的求解等知识点。第4章讲解优化设计基础、优化设计操作流程和运用背景等知识点。第5章讲解疲劳分析主要参数设置、操作流程和疲劳结果分析方法等知识点。第6章讲解面接触主要参数、过盈量对接触结果的影响、接触结果的显示方式以及离心载荷对接触结果的影响等知识点。第7章讲解线性屈曲分析基础、操作流程、非关联FEM装配模型和非线性静态解算方法等知识点。第8章讲解结构模态分析的基础知识、模态分析的操作流程、创建多个结构模态解算方案方法和结构模态的优化计算等知识点。第9章讲解关联FEM装配模型、装配体模态分析操作流程、自由模态分析方法、编辑输入文件和求解含曲面接触装配体模态等知识点。第10章讲解强迫振动响应的操作流程、创建响应仿真事件方法、评估响应和传递性能方法等知识点。第1l章讲解非线性基础、非线性分析操作流程和非线性分析结果的查看方式等知识点。第12章讲解结构热分析基本概念、操作流程、热应力分析及其结果查看方式等知识点。第13章讲解计算流体力学基础、NX Flow操作流程、查看流体运动计算结果等知识点。
本书以UG NX
7.0的高级仿真模块为平台，详细介绍在典型工程实例中采用有限元进行分析的解题思路和操作步骤，内容包括有限元分析入门、有限元分析基本操作、多载荷条件下的变形和应力、结构静力学和优化分析、结构静力学和疲劳分析、接触应力分析、屈曲响应分析、固有频率计算和分析、结构模态分析、强迫振动响应评估、非线性分析、结构热分析和流体运动等实例。
本书注重解题思路和分析方法，操作步骤详细，随书光盘中包含所有实例的操作视频、素材模型和相应的计算结果文件，方便读者快速入门和掌握有限元分析的基本方法。
本书适合理工科院校相关专业的硕士研究生、博士研究生及教师使用，可以作为高等院校学生及科研院所研究人员学习UG NX
7.0有限元分析的教材，也可以作为从事相关领域科学技术研究的工程技术人员的参考书。
沈春根
出版说明
前言
第1章 UG NX 7.0软件入门
1.1 有限元CAE设计的优势
1.2 NX Nastran主要分析功能
1.3 UG NX有限元分析操作流程
1.4 UG有限元入门实例及其操作步骤
1.4.1 问题描述
1.4.2 问题分析
1.4.3 操作步骤
1.5 本章小结
第2章 有限元分析基本操作专题实例
2.1 基础知识
2.1.1 单元类型及其使用场合
2.1.2 网格划分及其原则
2.2 单元网格划分实例
2.2.1 一维梁单元划分实例
2.2.2 二维单元网格划分实例
2.2.3 三维六面体单元网格划分实例
2.2.4 手工创建单元实例
2.3 定义载荷和约束实例
2.3.1 局部载荷施加实例
2.3.2 销约束和轴承载荷定义实例
2.3.3 自动耦合约束和柱坐标系定义实例
2.3.4 螺栓预紧载荷定义和面接触组合实例
2.4 本章小结
第3章 多载荷条件下的变形和应力实例精讲--旋转刀具分析
3.1 线性静力学分析基础知识
3.2 问题描述
3.3 问题分析
3.4 操作步骤
3.5 本章小结
第4章 结构静力学和优化分析实例精讲--连杆受力分析
4.1 优化设计基础知识
4.1.1 优化设计概述
4.1.2 结构优化设计的作用
4.1.3 结构优化设计的内容
4.1.4 结构优化设计的一般流程
4.1.5 UG NX结构优化分析简介
4.2 问题描述
4.3 问题分析
4.4 操作步骤
4.4.1 结构静力学分析操作步骤
4.4.2 结构优化分析操作步骤
4.5 本章小结
第5章 结构静力学和疲劳分析实例精讲--涡轮叶片分析
5.1 疲劳分析基础知识
5.1.1 疲劳分析概述
5.1.2 疲劳分析主要参数
5.1.3 疲劳分析操作流程
5.2 问题描述
5.3 问题分析
5.4 操作步骤
5.4.1 结构静力学分析操作步骤
5.4.2 单个载荷变量疲劳分析的操作
5.4.3 多个载荷变量疲劳分析的操作
5.5 本章小结
第6章 接触应力分析实例精讲--锥形涨套连接分析
6.1 面接触分析基础知识
6.1.1 面接触概述
6.1.2 面接触主要参数
6.2 问题描述
6.3 问题分析
6.4 操作步骤
6.4.1 过盈量大小对接触性能的影响
6.4.2 离心力载荷对接触性能的影响
6.5 本章小结
第7章 屈曲响应分析实例精讲--细长杆类刀具分析
7.1 屈曲响应分析基础知识
7.1.1 屈曲响应分析概述
7.1.2 线性屈曲响应分析理论基础
7.2 问题描述
7.3 问题分析
7.4 操作步骤
7.4.1 线性屈曲响应分析基本操作
7.4.2 改变结构参数进行屈曲响应分析
7.4.3 线性静力学和非线性静态分析的比较
7.5 本章小结
第8章 固有频率计算和分析实例精讲--流量计弯管分析
8.1 模态分析基础知识
8.1.1 元法模态分析理论基础
8.1.2 结构模态分析操作流程
8.2 问题描述
8.3 问题分析
8.4 操作步骤
8.4.1 弯管结构模态的计算
8.4.2 弯管结构模态的优化计算
8.5 本章小结
第9章 结构模态分析实例精讲--热缩刀柄刀具分析
9.1 问题描述
9.2 问题分析
9.3 操作步骤
9.3.1 结构自由模态的求解
9.3.2 结构参数变化对模态的影响
9.3.3 过盈连接结构模态的求解
9.4 本章小结
第10章 强迫振动响应评估实例精讲--多元件支撑架分析
10.1 动力响应基础知识
10.2 问题描述
10.3 问题分析
10.4 操作步骤
10.5 本章小结
第11章 非线性分析实例精讲--弹性筒夹大变形分析
11.1 基础知识
11.1.1 非线性分析的定义
11.1.2 非线性分析的类型
11.1.3 非线性分析的特点
11.1.4 非线性分析的步骤
11.2 问题描述
11.3 问题分析
11.4 操作步骤
11.5 本章小结
第12章 结构热分析实例精讲--冷却栅管受热分析
12.1 基础知识
12.2 问题描述
12.3 问题分析
12.4 操作步骤
12.5 本章小结
第13章 流体运动实例精讲--流量计导流器分析
13.1 计算流体力学基础知识
13.1.1 流体力学的基本方程
13.1.2 流体力学方程的初始条件和边界条件
13.1.3 【NX Flow】湍流模型
13.1.4 【NX Flow】计算的一般流程
13.2 问题描述
13.3 问题分析
13.4 操作步骤
13.5 本章小结
参考文献
插图：（2）SEMODES 103／103-hi句应仿真：动力学分析动力学分析功能包括特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合和动力灵敏度分析等。（3）SEBI.JCKL 105：屈曲响应分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NXNastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。线性屈曲分析又称为特征值屈曲分析，可以考虑固定的预载荷，也可使用惯性释放。非线性屈曲分析包括几何非线性屈曲分析，弹塑性屈曲分析以及非线性后屈曲（Snap-Through）分析。非线性静力分析中主要包括几何非线性（如大变形、大应变、大转动）、材料非线性（如塑性、蠕变）、接触非线性等。几何非线性分析研究结构在载荷作用下几何模型发生改变的方式和大小。所有这些均取决于结构承载时的刚性或柔性变化。非稳定段过渡、回弹、后屈曲分析的研究都属于几何非线性分析的应用。材料非线性分析包括非线性弹性（含分段线弹性）、超弹性、热弹性、弹塑性、塑性、粘弹性、率相关塑性与蠕变材料，适用于各类各向同性、各向异性材料模式，具有不同拉压特性（如绳索）及与温度相关的材料等。对于弹／塑性材料既可用Von Mises，也可用Tresca屈服准则；土壤或岩石类材料可用Mohr.Coulomb或Druckel.Prager屈服准则；Mooney.Rivlin超弹性材料模型适用于超弹性分析；对于蠕变分析可利用ORNI。定律或Rheological进行模拟，并同时考虑温度影响。任何屈服准则均包括各向同性硬化、随动硬化或两者兼有的硬化规律。接触非线性分析时，通常要考虑非线性边界条件（当一个结构与另一个结构或外部边界相接触时），由接触产生的力同样具有非线性特性。对于这些非线性接触力，NX Nastran提供了两种方法：一是三维间隙单元（GAP），支持开放、封闭或带摩擦的边界条件；二是三维滑移线接触单元，支持接触分离、摩擦和滑移边界条件。还有其他的解算类型和高级分析功能，比如，热传导、流一固耦合分析、声学分析、转子动力学和空气动力弹性及颤振分析等，限于篇幅在此不再赘述。uG NX高级仿真和其他有限元分析软件基本操作一致，分为前处理、求解和后处理3大步骤，还可以完成结构优化、疲劳耐久预测等任务，其基本操作流程归纳如下：（1）创建主模型或者导入三维模型 三维模型在UG高级仿真中也称为主模型，它是有限元分析和计算的基础，并且仿真模型和三维主模型是关联的，因此，构建合理的、参数化的主模型，可以大大提高仿真和优化计算的速度和效率。当然，也可以导入由其他CAD软件构建的模型（一般为实体模型）。
《UG NX 7.0有限元分析入门与实例精讲(附DVD-ROM光盘1张)》特色：合理的知识体系和学习流程，专业知识与软件操作紧密结合，汇集教学培训和企业一线的成功案例，全面、系统地讲解UG有限元分析的思路、操作方法和技巧，《UG NX 7.0有限元分析入门与实例精讲(附DVD-ROM光盘1张)》核心内容包含：UG NX 7.0有限元分析入门，有限元分析基本操作专题实例，多载荷条件下的变形和应力实例精讲，结构静力学和优化分析实例精讲，结构静力学和疲劳分析实例精讲，接触应力分析实例精讲，屈曲响应分析实例精讲，固有频率计算和分析实例，结构模态分析实例精讲，强迫振动响应评估实例精讲，非线性分析实例精讲，结构热分析实例精讲，流体运动实例精讲。
无
这本书专门讲解了ug中有限元的部分很详细，值得阅读和学习。
此书是UG中相当不错的书籍，编的很详细，看了有收获。
虽然目前还没用到UG有限元，相信以后会有用处的。
UGNX热分析方面介绍得比较详细。主要介绍操作，原理性的东西有限。
书将有限元分不同模块几个章节分别介绍，每一章由基本知识，小结等其他同类书中不常见的部分。
因事外出，未能及时评论，请包涵！
本书是一本对入门高级仿真分析的好教材。谢谢作者，谢谢互联网
书讲的步骤蛮细的，但是很多分析结果的过程没有
这本书，里面ug文件，视频都有！！比较适合初学者学习，非常好的一本书。
不错不错 要是 光盘有声音 就好了 要不然 像看哑戏 还有 自带有ug7.0 就好了 现在 下这个软件 好困难呀
适合入门级使用，掌握一些基本操作
一本介绍UG CAE不错的教程。值得一看。
不错，是正版的，价钱还比较便宜，不过后来发现亚马逊也有卖的，比这个还便宜。有一点用的是UG8，用这个教材在某些细节的地方老是对不上号~
全部是实例，物有所直。
第2章的小实例挺实用，看看就能入门了。
有实例，可以照着输入，终归能出来东西，多搞几次也就熟悉了，光盘可以用
此书是帮老公买的，老公说还不错，实例比较多，适合自学的人用
书的内容很好，光盘内容很实用
如果能详细阐述下数据导入接口更好
挺实用的，有少量错误，与光盘不符
印刷质量差，光盘读不出来，退换货都不能成功
内容不错，例子详细！
我觉得买的这本书还是很好用的啦，对我的学习很有帮助的。
不错。快速上手。值得一看。
书感觉不错，会好好使用的啦
好好学习咯 这个真的蛮有用的
好书，内容翔实，是我需要的
质量很好，包装很精致，内容也不错。
挺好的书。内容不错
质量好，速度快，有时间再来
刚看到觉得喜欢，希望看完后有收获。
看了一点点，感觉还好！有些地方看不懂，呵呵我水平很烂的
很不错的书，又赶上打折，超划算
还没看，不知道有没有用，书的包装很完整
帮实习公司买的，希望能给力。。
书质量很好，包装也很仔细
送货迅速，不错
1.此类的书少见，所以先感谢作者
2.书中关于“单元应力”与“单元-节点应力”之间没有搞清楚，好几处在混用，实际上两者差别很大，作为入门的书，这样很容易引起读者的误解。
3.光盘的操作视频与书中操作实例，在好几章中都有非常大的差异。
4.几乎所有的例子的计算结果与在UG NX 6.0中计算的结果不同，有的差别非差之大，不知道这是为什么？希望作者能给以解释！
5.希望能翻译出版一些老外写的此类的书，个人认为，老外写有限元方面的书，的确是好！这个，不知道是为什么啊……
有限元分析的应用太广泛了，凡是涉及到力学的方面都会用上，UG的功能强大，进行有限元分析很有必要。书中例子详细，让人一目了然。
的确这是一本非常难得的书，至少我现在还找不到有关此类的书，因此首先还是要感谢作者。同时也有问题，就是有很多地方，我计算的结果与书上的结果有很大的差异，不知道为什么。希望作者能给出解释。也希望作者能再出此类的书，内容能够更加的详细。
书蛮好的，光盘内容也比较全面!
美中不足——视频讲解没有声音，适合初学者
此书没有我想象中的那么详细，还可以，希望以后能买到是工厂里实际的操作者写的书
内容比较详细，正在看
内容有视频教程，比较有用
这本书我很喜欢 ，讲解的很细致。
介绍形象 切实 实用
还行吧，但是用的比较少，很专业
整体来讲该书还好、、不过还要结合每一个读者本身情况！！
内容广泛，虽然着得点不突出，但对新手来说值得一看！！！
举例简明易懂，有点评，初学者学起来容易懂
我同事在看 有时间打算借阅
刚看一点，感觉书的质量不错。
粗略看了一下。感觉书还不错。
就是到货相当之慢
说是1~2天，广州到广州居然慢跑了7天
买了两本书，这本比《UG NX CAE基础与实例应用》要好一点，最起码没用帮助里的例子，操作之前有个简单的案例分析，但是还是讲得太粗略了。
结论：一般！
授之以鱼不如授之以渔，而且给的还是小雨。入门可以，也只能够知道有限元是干什么的。如果说要实用的话，差得太远！
纸张没想象的那么好
还没好好看 感觉不错
光盘里面的模型不能用，麻烦哪位大侠传一下.非常感谢！QQ：313273942
早已开始看了，很好的一本书！很实惠！赞一个！
没有软件光盘不是我想要的
正版，是我想要的书，
作为一名新手，很想学习有限元分析，单位组织培训，推荐了这本教材，拿到后感觉该书非常有用。
该书内容很好！很适合学习。
视频讲解，没有声音，很苦恼
很适合初学者。光盘也做的很用心。
书的内容一般，视频没有声音，太。。。。。。。。。。。。。。。
书就是书，不是老师。。。
书本也不错，支持一下
对于初学者，此书问题不大，呵呵
很不错呦，内容饱满，就是缺少我需要的实例
案例的选择上蛮实用
uG有限元