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1、UG NX 有限元 0D1D2D综合实例 江苏大学 沈春根 2017年 2月 第 1版 UG有限元教学 系列 专题 8 1.1、实例介绍 分析模型及其要求 重物为模拟发动机等承重体，和底板若干点进行联接并传递重力； 所有材料为 steel； 在 顶部载荷 作用下，分析整个结构的变形和应力 分布； 分析撑脚的受力状况。 撑脚 4个， 截面25 25， 厚 3； 底板 1个，厚 3； 重物 1个，质量为 100kg； 1.2 实例介绍 练习目的 构建待分析的装配模型，为简化问题，不分析底板和撑脚重量对整个结构的重力效应； 在 FEM中将重物简化为 0D单元；撑脚简化为1D梁单元 ；底板简化为 2D
2、单元； 本实例要点：一是 如何构建 0D单元？ 二是 0D单元如何和底板 2D单元上 若干个点联接起来？ 2、步骤 1- 在建模中测量并构建重物的质心点 静态线框显示； 软件构建出重物的质心点，作为 0D基础； 抑制其他实体模型； 2、 步骤 2 - 进一步简化模型 点（重物质点） 直线（撑脚） 片体（底板） 片体 （重物底面） 也可以在理想化环境中简化模型！ 2、步骤 3- 新建 FEM，检查各个几何体节点名称 和模型 的对应关系 2个几何体分别为片体； 点和直线 没有显示名称 ； 2、步骤 4 网格配对 操作 （目的是建立 2个片体的连接） 图形窗口有对应的符号！ 2、步骤 5 选择质点，
3、建立 0D单元，并进行网格相关数据的编辑 2、步骤 6 - 构建 2D单元（具体操作略） 定义材料属性、物理属性和网格属性（厚度均为 3mm）； 2张片体的网格大小尽量一致； 编辑网格的显示颜色； 2、步骤 7 - 建立 1D连接单元 选择重物底面网格上 6个点模拟 6个螺栓联接； 为了便于选择节点，可以把底板的几何体和网格隐藏掉！ 2、 步骤 8 - 构建 1D梁单元 （具体操作 略， 观察出现的问题 ） 1选择直线 4梁单元 3梁截面 2操作 2、 步骤 9 依次调整 4个 1D梁截面方位 2、 步骤 10 检查并合并节点 1D网格对话框中，尽量勾选合并节点选项； 如果出现重复节点，计算后
4、无法出现结果。 2、步骤 11 新建 SIM、添加重力载荷、施加 4个撑脚的固定约束 注意 重力方向！ 2、步骤 12-计算 并 查看应力和变形结果 整体应力云图 撑脚 应力云图 3.1、 总结 1：思考以下问题 网格配对类型为何采用 了 自由 重合 方式？ 本实例 1D连接类型使用了 RBE3，为何不用 RBE2？ 如果撑脚 1D梁单元和底板 2D单元不进行节点检查和合并操作，为何无法计算出结果？ 请克隆计算方案，改变 0D单元载荷大小 并重新计算，可以研究不同 重量对 整体结构变形和应力的影响规律。 3.2、总结 2： 1D连接的作用及其使用场合 连接 一个 FEM 模型中 的多个片体和
5、实体； 连接 一个装配 FEM 模型中的 相邻 FEM模型； 定义 蛛网 单元（点到边的一种 1D连接方式），用于螺栓连接、销轴连接等场合； 3.3、总结 3： 计算结果的几点说明 本实例纯粹 是练习 0D、 1D、 1D连接和 2D单元构建方法 ，模拟实物和 实际情况有所区别的； 比如撑脚和底板是面面接触，撑脚简化为 1D形成了点接触，造成 了底板四个角处发生应力集中； 比如重物和底板接触面比较大的，采用了若干点的1D连接，显然分析的效果和实际 有出入的； 根据 上述的启发，建议改进模型并进行分析。 4、 参考文献 UG NX CAE帮助文件； UG NX7.0有限元分析入门与实例精讲，机械工业出版社， 2010； UG NX8.5有限元分析 入门与实例精讲，机械工业出版社， 2016；
