UGNX12仿真环境

在UG环境下生产的零件模型直接被有限元分析模块调用后，进入到有限元分析的前处理阶段。在前处理阶段，需对建模模型进行处理，包括对模型结构的简化，载荷、约束条件的施加，材料的分配，网络单元类型的选择、模型错误检查等。

在主分析阶段，主要由计算机自动完成，包括变形计算、应力计算、收敛计算等。最后是后处理阶段，进行加工处理并形象化，将计算的结果转化为直观明了的图形和文字描述，通过图形的静、动态显示或绘制相应的图形，有效检查设计结果，辅助用户判定计算结果与设计方案的合理性。

1.高级仿真分析界面

UG中有两种有限元仿真分析环境：高级仿真和设计仿真。设计仿真环境是针对基本研究验证的设计工程师开发的。而高级仿真分析环境则是供专业分析师使用的有限元分析工具。本章仅将重点介绍高级仿真分析环境。

高级仿真是一种综合性的有限元建模和结果可视化的产品，旨在满足资深分析员的需要。高级仿真包括一整套预处理和后处理工具，并支持多种产品性能评估解法，图9-5为高级仿真分析环境界面。

图9-5 UG高级仿真分析环境

2.高级仿真分析流程

UG有限元分析（高级仿真）可大幅缩短用于准备分析模型的时间。对于需要进行高端分析的经验丰富的分析人员，NX可以提供他们期盼已久的所有高级网格划分、边界条件加载和解算器接口。但是与所有其他前处理器相比，高级仿真的独到之处在于它集成卓越的几何模型基础的方式，能够支持对多CAD数据的直观几何模型编辑和分析模型关联性。与传统分析建模工具相比，之所以能够使建模时间缩短70%之多，关键在于强大的几何模型引擎与强健的分析建模命令的紧密集成。

高级仿真的有限元分析流程如下。

（1）获得一个部件或装配件模型，确定所需的分析、边界条件和结果。

（2）选择求解器（如NX Nastran）。

（3）理想化部件。

（4）在部件上创建网格，包括所需要的材料和物理数据。

（5）施加在第1步中确定的边界条件（载荷和约束）。

（6）求解模型。

（7）查看结果并准备报告。

3.高级仿真的文件结构

高级仿真在四个独立而关联的文件中管理仿真数据。要在高级仿真中高效工作，需要了解哪些数据存储在哪个文件中，以及在创建那些数据时哪个文件必须是活动的工作部件，如图9-6所示。

● 主模型（Master Part）文件：包含主模型部件和未修改的部件几何体。如果在理想化部件中使用部件间表达式，主模型部件则具有写锁定。仅在使用主模型尺寸命令直接更改或通过优化间接更改主模型尺寸时，会发生该情况。大多数情况下，主模型部件将不更改，也根本不会具有写锁定。写锁定可移除，以允许将新设计保存到主模型部件，如图9-7所示。

图9-6 高级仿真的文件结构

● 理想化部件（Idealize Part）文件：包含理想化部件，理想化部件是主模型部件的装配事例。理想化工具（如抑制特征或分割模型）允许用户使用理想化部件对模型的设计特征进行更改。用户可以按需要对理想化部件执行几何体理想化，而不修改主模型部件，如图9-8所示。(www.xing528.com)

图9-7 主模型

图9-8 理想模型

● 有限元模型（FEM）文件：包含网格（节点和单元）、物理属性和材料。FEM文件中的所有几何体都是多边形几何体。如果对FEM进行网格划分，则会对多边形几何体进行任何进一步几何体抽取操作，而不是理想化部件或主模型部件。FEM文件与理想化部件相关联。可以将多个FEM文件与同一理想化部件相关联，如图9-9所示。

● 仿真（SIM）文件：包含所有仿真数据，例如解法、解法设置、解算器特定仿真对象（例如温度调节装置、表格、流曲面等），载荷、约束、单元相关联数据和替代。可以创建许多与同一FEM部件相关联的仿真文件，如图9-10所示。

图9-9 FEM模型

图9-10 SIM模型

● 装配（FEM）文件：装配（FEM）文件是一个可选文件类型，可用于创建由多个FEM文件组成的系统模型。装配FEM文件包含所引用的FEM文件的事例和位置数据，以及连接单元和属性覆盖，如图9-11所示。

图9-11 装配（FEM）文件

4.高级仿真导航器

仿真导航器提供了一种图形方式，以查看和操控一个树型结构内CAE分析的不同文件和组件。每个文件或组件均显示为该树中的独立节点，如图9-12所示。

图9-12 仿真导航器

可以使用仿真导航器执行分析过程中的所有步骤，右键单击导航器中提供的命令可以实现以下操作。

● 在FEM文件内定义网格。

● 显示选定的多边形几何体。

● 使理想化部件成为显示部件。