14.1  分析模块的介绍

14.1 分析模块的介绍

在UG系统的高级分析模块中,首先将几何模型转换为有限元模型,然后进行前置处理,包括赋予质量属性、施加约束和载荷等,接着提交解算器进行分析求解,最后进入后置处理,采用直接显示资料或采用图形显示等方法来表达求解结果。

该模块是专门针对设计工程师和对几何模型进行专业分析的人员开发的,功能强大,采用图形应用接口,使用方便。该模块具有以下几个特点。

(1)图形接口,交互操作简便。

(2)前置处理功能强大:在UG系统中建立模型,在高级分析模块中直接可以转化成有限元模型并可以对模型进行简化,忽略一些不重要的特征,还可以添加多种类型载荷,指定多种边界条件,采用网格生成器自动生成网格。

(3)支持多种分析求解器,NX.NASTRAN、NX热流、NX空间系统热、MSC.NASTRAN、ANSYS和ABAQUS等,以及多种分析解算类型,包括结构分析、稳态分析、模态分析、热和热-结构分析等。

(4)后置处理功能强大:后置处理器在一个独立窗口中运行,可以让分析人员同时检查有限元模型和后置处理结果。结果可以以图形的方式直观地显示出来以便分析人员判断。分析人员也可以采用动画形式反映分析过程中对象的变化过程。

UG的分析模块主要包括以下5种分析类型。

(1)结构(线性静态分析):在进行结构线性静态分析时,可以计算结构的应力、应变、位移等参数;施加的载荷包括力、力矩、温度等,其中温度主要计算热应力;可以进行线性静态轴对称分析(在环境选中轴对称选项)。结构线性静态分析是使用最为广泛的分析之一,UG根据模型的不同和用户的需求提供极为丰富的单元类型。

(2)稳态(线性稳态分析):线性稳态分析主要分析结构失稳时的极限载荷和结构变形,施加的载荷主要是力,不能进行轴对称分析。

(3)模态(标准模态分析):模态分析主要是对结构进行标准模态分析,分析结构的固有频率、特征参数和各阶模态变形等,对模态施加的激励可以是脉冲、阶跃等,不能进行轴对称分析。

(4)热(稳态热传递分析):稳态热传递分析主要是分析稳定热载荷对系统的影响,可以计算温度、温度梯度和热流量等参数,可以进行轴对称分析。

(5)热-结构(线性热结构分析):线性热结构分析可以看成结构和热分析的综合,先对模型进行稳态热传递分析,然后对模型进行结构线性静态分析,应用该分析可以计算模型在一定温度条件下施加载荷后的应力和应变等参数,可以进行轴对称分析。

“轴对称分析”表示如果分析模型是一个旋转体,且施加的载荷和边界约束条件仅作用在旋转半径或轴线方向,则在分析时,可采用一半或四分之一的模型进行有限元分析,这样可以大大减少单元数量,提高求解速度,而且对计算精度没有影响。