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第一章 運(yùn)動(dòng)仿真基礎(chǔ) 運(yùn)動(dòng)仿真是NX數(shù)字仿真中的一個(gè)模塊，它能對(duì)任何二維或三維機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、靜力分析，使用運(yùn)動(dòng)仿真的功能賦予模型的各個(gè)部件一定的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，再在各個(gè)部件之間設(shè)立一定的連接關(guān)系即可建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真模型。 1.1.1什么是運(yùn)動(dòng)分析 NX運(yùn)動(dòng)仿真模塊用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，分析模型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。通過運(yùn)動(dòng)仿真能完成以下內(nèi)容： 創(chuàng)建各種運(yùn)動(dòng)副、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、施加載荷等。 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的干涉分析、距離、角度測(cè)量等。 追蹤部件的運(yùn)動(dòng)軌跡。 輸出部件的速度、加速度、位移和力等圖表。 1.1.2運(yùn)動(dòng)仿真的實(shí)現(xiàn) 實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)仿真的5個(gè)基本步驟如下： 建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真文件（motion，后綴為sim）。 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模型的構(gòu)建，設(shè)置每個(gè)零件的連桿特性。 設(shè)置兩個(gè)連桿間的運(yùn)動(dòng)副和添加載荷、傳動(dòng)副等。 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)的設(shè)置，提交運(yùn)動(dòng)仿真模型數(shù)據(jù)，解算運(yùn)動(dòng)仿真。 運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果的數(shù)據(jù)輸出。 1.2.2執(zhí)行運(yùn)動(dòng)分析 仿真運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有3種解算方案：常規(guī)驅(qū)動(dòng)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和電子表格驅(qū)動(dòng)，具體含義如下： 常規(guī)驅(qū)動(dòng)：是基于時(shí)間的一種運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)構(gòu)在指定的時(shí)間和步數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，它是最常用的一種驅(qū)動(dòng)。 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)：是基于位移的一種運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)構(gòu)在指定的步長(zhǎng)和步數(shù)時(shí)行運(yùn)動(dòng)仿真。 電子表格驅(qū)動(dòng)：其的功能和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、常規(guī)驅(qū)動(dòng)一樣，使用電子表格作為某個(gè)運(yùn)動(dòng)副的驅(qū)動(dòng)，例模型的運(yùn)動(dòng)按照指定的時(shí)間和動(dòng)作完成。 完成解算后運(yùn)動(dòng)仿真模型，分析結(jié)果能以5種形式輸出。 動(dòng)畫輸出：以時(shí)間和步長(zhǎng)的形式使模型運(yùn)動(dòng)起來。 圖表輸出：對(duì)機(jī)構(gòu)仿真的結(jié)果生成直觀的電子表格數(shù)據(jù)，比如：位移、速度、加速度。 填充電子表格：記錄運(yùn)動(dòng)仿真驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副時(shí)間、步數(shù)到電子表格 創(chuàng)建序列：控制一個(gè)裝配運(yùn)動(dòng)仿真文件的裝配和拆卸順序。 載荷傳遞：以電子表格的形式分析零件在運(yùn)動(dòng)仿真過程中的受力情況。 名稱含義： 連桿：是連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。 運(yùn)動(dòng)副：作用是將機(jī)構(gòu)中的連桿連接在一起，并定義規(guī)定的動(dòng)作，常用的運(yùn)動(dòng)副 如下：旋轉(zhuǎn)副、滑動(dòng)副、圓柱副、固定的、球面副、平面的。 傳動(dòng)副：作用是改變機(jī)構(gòu)扭矩的大小、轉(zhuǎn)速等。它包含齒輪、齒輪齒條副和線纜副3種。 約束：約束命令可以指定兩對(duì)象的連接關(guān)系，它包含點(diǎn)在曲線上、線在線上副、點(diǎn)在曲面上3種類型。 連接器：連接器可以對(duì)兩個(gè)零件之間進(jìn)行彈性連接、阻尼連接、定義接觸。 載荷：對(duì)物體施加的力，包含標(biāo)量力、矢量力、標(biāo)量扭矩和矢量扭矩4種類型。 運(yùn)動(dòng)分析：對(duì)運(yùn)動(dòng)仿真進(jìn)行分析如:動(dòng)畫輸出、圖表輸出等。 第二章 連桿、質(zhì)量及材料 2.1連桿的定義 連桿（Link）是連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。 2.1.2質(zhì)量特性 2.2.1調(diào)用材料 2.2.2定義材料 第三章 運(yùn)動(dòng)副 運(yùn)動(dòng)副的作用就是將機(jī)構(gòu)中的連桿連接在一起，作為一個(gè)有機(jī)整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。為了讓機(jī)構(gòu)做規(guī)定的動(dòng)作，必須使用運(yùn)動(dòng)副連接協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。 NX運(yùn)動(dòng)仿真模塊提供了15種類型的運(yùn)動(dòng)副，根據(jù)是否存在驅(qū)動(dòng)和使用頻率分類如下： 包含驅(qū)動(dòng)：旋轉(zhuǎn)副、滑動(dòng)副、圓柱副。 不包含驅(qū)動(dòng)：固定副、螺旋副、球面副、平面副、萬向節(jié)副。 不包含驅(qū)動(dòng)不常用：恒定速度、點(diǎn)重合、共線、共面、方位、平行、垂直。 3.2.2創(chuàng)建咬合連桿 連桿指定運(yùn)動(dòng)付后，不僅自身可以運(yùn)動(dòng)，有時(shí)還能伴隨其他的連桿運(yùn)動(dòng)。此種情況稱為咬合連桿。 咬合連桿注意事項(xiàng)如下： 不創(chuàng)建咬合連桿時(shí)，運(yùn)動(dòng)副相對(duì)地面約束運(yùn)動(dòng)（固定在指定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，不會(huì)隨重力掉下)。 如果桿之間裝配好，需要相對(duì)于第二個(gè)連桿運(yùn)動(dòng)。第二個(gè)連桿可以不指定原點(diǎn)和方位。 如果連桿之間沒有裝配好，可以勾選【咬合連桿】復(fù)選框，指定第二個(gè)連桿的原點(diǎn)和方位。在運(yùn)動(dòng)仿真動(dòng)畫播放時(shí)會(huì)裝配在一起。 3.2.3固定副 3.2.4旋轉(zhuǎn)副 3.2.5滑動(dòng)副 3.2.6柱面副,可以定義兩個(gè)驅(qū)動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)一個(gè)平移。 3.2.7球面副 3.2.8萬向節(jié)副 3.2.9平面副 3.2.10螺旋副 第四章 傳動(dòng)副 4.1創(chuàng)建傳動(dòng)副 傳動(dòng)副的作用是改變扭矩的大小、控制輸出力類型等。齒輪副、齒輪齒條副、線纜副是建立在基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)副之上的運(yùn)動(dòng)類型，因此傳動(dòng)副沒有驅(qū)動(dòng)可以加載。組成傳動(dòng)副的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)副分別如下： 齒輪副：由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)副組成 齒輪齒條副：由一個(gè)旋轉(zhuǎn)副和一個(gè)滑動(dòng)副組成。 線纜副：由兩個(gè)滑動(dòng)副組成。 4.1.1齒輪副 齒輪副的特點(diǎn)如下： 齒輪副不能定義驅(qū)動(dòng)，如果需要驅(qū)動(dòng)可以在其他運(yùn)動(dòng)副上定義。 齒輪副除去了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)副的一個(gè)自由度，其中一個(gè)旋轉(zhuǎn)副要跟隨另一個(gè)旋轉(zhuǎn)副轉(zhuǎn)動(dòng)，因此需要定義嚙合點(diǎn)，以確定它們的傳動(dòng)比。 兩旋轉(zhuǎn)副的軸心可以不平行，即能創(chuàng)建錐齒輪。 成功創(chuàng)建齒輪副的條件是：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)副或圓柱副全部為固定的或自由的，且不在同軸的情況下才能創(chuàng)建齒輪。 4.1.4齒輪齒條副 齒輪齒條副的特點(diǎn)如下： 齒輪齒條副不能定義驅(qū)動(dòng)，如果需要驅(qū)動(dòng)需要在旋轉(zhuǎn)副或滑動(dòng)副內(nèi)定義。 齒輪齒條副除去了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)副的一個(gè)自由度，其中一個(gè)運(yùn)動(dòng)副要跟隨另一個(gè)運(yùn)動(dòng)副傳動(dòng)，因此需要定義嚙合點(diǎn)，以確定它們的傳動(dòng)比。 4.1.6線纜副 線纜副的特點(diǎn)如下： 線纜副不能定義驅(qū)動(dòng)，如果需要驅(qū)動(dòng)需要在其中一個(gè)滑動(dòng)副內(nèi)定義 線纜副除去了兩個(gè)自由度。 線纜副比值默認(rèn)為1：1，如果為正值則兩滑動(dòng)副的方向一致，如果為負(fù)值則兩滑動(dòng)副的方向相反。 線纜副的速度和比值有關(guān)，如果比值大于1，則第一個(gè)滑動(dòng)副比第二個(gè)滑動(dòng)副速度快；如查比值小于1，則第二個(gè)滑動(dòng)副比第一個(gè)滑動(dòng)副速度快。 第5章 約束 約束命令可以指定兩對(duì)象的連接關(guān)系，它包含點(diǎn)在曲線上、線在線上、點(diǎn)在曲面上3種類型。 5.1創(chuàng)建約束 5.1.1點(diǎn)在曲線上 點(diǎn)在曲線上特點(diǎn)如下： 點(diǎn)在曲線上不能定義驅(qū)動(dòng) 點(diǎn)在曲線上去掉了對(duì)象的2個(gè)自由度，物體可以沿曲線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。 點(diǎn)在曲線上運(yùn)動(dòng)必須接觸，不可以脫離。 點(diǎn)在曲線上類型可以將不在線上的點(diǎn)裝配在一起運(yùn)動(dòng)。根據(jù)對(duì)象是否為連桿一共有3種類型，具體含義如下： 固定點(diǎn)：點(diǎn)自由移動(dòng)，線固定。 固定線：線自由移動(dòng)，點(diǎn)固定。 無約束：點(diǎn)自由移動(dòng)，線自由移動(dòng)。 5.1.3線在線上 線在線上特點(diǎn)如下： 線在線上不能定義驅(qū)動(dòng)。 線在線上去掉了對(duì)象的2個(gè)自由度，物體可以沿曲線移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。 線在線上不能定義方向，兩對(duì)象之間的公線線是運(yùn)動(dòng)副的X軸。 線在線上運(yùn)動(dòng)必須接觸，線與線之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)始終為相切關(guān)系。 5.1.5點(diǎn)在曲面上 點(diǎn)在曲面上的特點(diǎn)如下： 點(diǎn)在曲面上不能定義驅(qū)動(dòng)。 點(diǎn)在曲面上去掉了對(duì)象的3個(gè)自由度，物體可以沿曲面移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。 點(diǎn)在曲面上運(yùn)動(dòng)必須接觸，點(diǎn)與曲面之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持相切。 點(diǎn)在曲面上解算需要的時(shí)間要比其他的類型慢很多。 第6章 力的創(chuàng)建 6.1載荷 NX7.0的載荷包含了標(biāo)量力、矢量力、標(biāo)量扭矩、矢量扭矩4個(gè)命令。 6.1.1標(biāo)量力 標(biāo)量力是有一定大小并通過空間直線方向作用的力。 一般情況下定義標(biāo)量力（或其他力）分為三個(gè)步驟： （1）選擇要施加力的連桿，非連桿對(duì)象不能被選中。 （2）定義力的原點(diǎn)，力的方向?yàn)榈诙c(diǎn)到第一點(diǎn)的方向。 （3）定義力的大小，可以使用恒定或者XY函數(shù)編輯器輸入值。 創(chuàng)建標(biāo)量力的注間要點(diǎn)如下： 標(biāo)量力的方向通過它的起點(diǎn)和終點(diǎn)推動(dòng)。 如果需要使用反作用力，需要在“基本”選項(xiàng)卡選擇第二個(gè)連桿。 標(biāo)量力的方向只是代表了初始的方向，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中方向是不斷變化的。 所有標(biāo)量力、矢量力在整個(gè)分析過程中都會(huì)影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。 6.1.3矢量力 矢量力是有一定大小和方向作用的力。與標(biāo)量力一樣，矢量力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，它和標(biāo)量力的區(qū)別在于施加力的方向相對(duì)物體始終不變。矢量力一共有兩種類型： 組件：不需要指定方位。以絕對(duì)坐標(biāo)系為參照分別在X、Y、Z上輸入力的大小，力的大小和方向通過各軸上的分力合成。 幅值和方向：需要指定方位，以確定力在對(duì)象上的方位，因此力的大小只有一項(xiàng)。 創(chuàng)建矢量力注意要點(diǎn)如下： 矢量力和標(biāo)量力的創(chuàng)建在操作步驟上略有不同，不需要指出不動(dòng)的原點(diǎn)，只需要指出施加力的點(diǎn)就可以了。 如果要明確力的方向請(qǐng)不要使用組件類型，而是使用幅值和方向。 矢量力的原點(diǎn)是力的作用點(diǎn)，需要明確的定義。 如果需要使用反作用力，需要在“基本”選項(xiàng)卡選擇第二個(gè)連桿。 6.1.6矢量扭矩 矢量扭矩同標(biāo)量扭矩一樣使物體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。標(biāo)量扭矩只能施加在旋轉(zhuǎn)副上，而矢量扭矩則是施加在連桿上，并可以定義反作用連桿。矢量扭矩一共有兩種類型： 組件：可以在一個(gè)或多個(gè)軸上定義扭矩。 幅值和方向：用戶自定義一個(gè)軸上的扭矩。 6.2重力與摩擦力 在NX7.0中重力始終存在，而摩擦力則可忽略，也可開啟。 6.2.1重力 6.2.2摩擦力 在NX7.0能夠定義滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力。 1.滑動(dòng)摩擦力 當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)上作相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，受到阻礙相對(duì)滑動(dòng)的力為滑動(dòng)摩擦力。 2.靜摩擦力 滑動(dòng)摩擦力是物體滑動(dòng)的時(shí)候發(fā)生的，如果有力在作用于物體時(shí)，但是物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)摩擦力的大小和推力相等、方向相反，稱為靜摩擦力。 3.創(chuàng)建摩擦力 摩擦力沒有專門的對(duì)話框可以執(zhí)行，創(chuàng)建摩擦力可以在運(yùn)動(dòng)副、接觸器等進(jìn)行。 在NX7.0內(nèi)摩擦力除靜摩擦、動(dòng)摩擦參數(shù)外還有靜摩擦過渡速度、最大靜摩擦變形、靜摩擦系數(shù)、動(dòng)摩擦系數(shù)等。它們的含義如下： 靜摩擦過渡速度：當(dāng)物體從靜摩擦完全過渡到動(dòng)摩擦?xí)r，物體的切向速度。靜摩擦過渡速度默認(rèn)為0.1 最大靜摩擦變形：達(dá)到最大靜摩擦?xí)r物體的變形量，最大靜摩擦變形默認(rèn)為0.01. 靜摩擦系數(shù)：當(dāng)物體由靜止到滑動(dòng)時(shí)的摩擦系數(shù)。 動(dòng)摩擦系數(shù)：當(dāng)物體滑動(dòng)時(shí)的摩擦系數(shù)。 第7章 連接器 連接器可對(duì)零件進(jìn)行彈性連接、阻尼連接、定義接觸。它包含彈簧、襯套、阻尼、2D接觸、3D接觸。 7.1 彈性連接 彈性連接主要包含彈簧和襯套，它們都可以對(duì)作用力進(jìn)行緩沖，使速度、動(dòng)量等逐漸變小，在現(xiàn)實(shí)中可以減少對(duì)物體的變形。 7.1.1彈簧 彈簧在NX7.0中變形有兩種情況：彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形。 7.1.2彈簧力 在NX中彈簧用于施加力和扭矩，在動(dòng)動(dòng)仿真內(nèi)能對(duì)連桿、滑動(dòng)副、旋轉(zhuǎn)副施加彈簧力。彈簧力是位移和剛度的函數(shù)。 1.位移 彈簧在自由狀態(tài)下沒有任何形變時(shí)，彈簧的作用力為零。當(dāng)拉長(zhǎng)或縮短時(shí)發(fā)生形變時(shí)，產(chǎn)生和位移正比的力，彈簧的形變單位如下： 拉伸彈簧：毫米（mm）或英寸（in ）。 扭轉(zhuǎn)彈簧：度（degerr）或弧度（radians） 創(chuàng)建彈簧力并不需要?jiǎng)?chuàng)建彈簧模型，而是以符號(hào)的形式標(biāo)記，它和矢量力、標(biāo)量力一樣只是力的一種。 2.剛度 在相同的形變下，彈簧越粗、材料性能越好它所產(chǎn)生的彈力就越大。彈簧粗細(xì)、材料性能可以定義彈簧的剛度，剛度越大則彈簧力越大。彈簧剛度的單位如下： 拉伸彈簧：牛頓每毫米（N/mm）或磅每英寸（lbf/in）。 扭轉(zhuǎn)彈簧：牛頓毫米每弧度（N*mm/radian）或英寸磅力每度（lbf*in/radians）。 7.1.6 襯套 襯套是定義兩個(gè)連桿之間的彈性關(guān)系機(jī)構(gòu)對(duì)象，襯套類似于骨骼的骨關(guān)節(jié)。骨關(guān)節(jié)之間有一定的彈性和韌性，可以在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)、拉伸和縮短。在仿真運(yùn)動(dòng)中襯套用于建立柔性的運(yùn)動(dòng)副，或給機(jī)構(gòu)加一些約束、補(bǔ)償自由度。 1.襯套的自由度 2.襯套的類型 襯套分為兩個(gè)類型：柱坐標(biāo)和常規(guī)，具體的含義如下： 柱坐標(biāo)襯套：需要定義4種運(yùn)動(dòng)類型和剛度、阻尼系數(shù)，一共8個(gè)參數(shù)。 常規(guī)襯套：需要定義X、Y、Z的平移和旋轉(zhuǎn)和剛度、阻尼、載荷系數(shù)，一共18個(gè)參數(shù)。 7.2阻尼連接 阻尼類似于摩擦力 7.2.1 阻尼 阻尼是運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的命令，它和一般的滑動(dòng)摩擦力不同的是阻力不是恒定的。阻尼力對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)起反作用力。作用務(wù)和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，方向和物體運(yùn)動(dòng)方向相反。 7.3 接觸單元 7.3.1 2D接觸 2D接觸是二維平面中的接觸命令，它的約束與線在線上副命令一樣，比線在線上副更能精確地描述機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，能定義摩擦、阻尼等，甚至還允許分離。2D接觸的參數(shù)比較多，具體含義如下： 剛度：物體穿透材料所需要的力，剛度越大材料硬度越大。 力指數(shù)：用于計(jì)算法向力，ADAMS解算器會(huì)使用力指數(shù)計(jì)算材料的剛度對(duì)瞬間法向力的作用。力指數(shù)必須大于1，對(duì)于鋼一般給定在1.1～1.3. 材料阻尼：代表碰撞中負(fù)影響的量。材料阻尼必須大于等于零，值越大物體跳得越小。 穿透深度：用于計(jì)算法向力。定義解算器達(dá)到完全阻尼系數(shù)時(shí)的接觸穿透深度。此值必須大于零，但是值很小，0.001左右。 接觸曲線屬性：系統(tǒng)在每個(gè)迭代中檢查的點(diǎn)數(shù)，軟件會(huì)在下方顯示曲線劃分的點(diǎn)數(shù)，設(shè)置時(shí)一般不要大于顯示的值。 7.3.3 3D接觸原理 3D接觸是運(yùn)動(dòng)仿真中的一個(gè)特征，它可以創(chuàng)建實(shí)體與實(shí)體之間的接觸。一個(gè)物體和多個(gè)物體碰撞或接觸生成的接觸力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，由5個(gè)因素決定： 接觸物體的剛度。 力指數(shù) 穿透深度 阻尼 摩擦 1.接觸力原理 阻尼：它對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)起負(fù)作用。阻尼由用戶定義，它作為穿透的函數(shù)逐漸起作用。當(dāng)穿透深度為零時(shí)，阻尼也為零。當(dāng)穿透深度為最大時(shí)，阻尼也為最大。 摩擦：摩擦對(duì)接觸表面之間的滑動(dòng)或滑動(dòng)趨勢(shì)起阻礙作用。在接觸的瞬間，靜摩擦作用在接觸表面，物體運(yùn)動(dòng)后為動(dòng)摩擦。 2.接觸參數(shù) 剛度：可以簡(jiǎn)單認(rèn)為是抗變形的能力。鋼和鋼接觸為10的7次方。 穿透深度：穿透深度是接觸力F(contact)=k*xe的重要參數(shù)，它是允許物體進(jìn)入接觸面的深度。通常設(shè)為0.01. 力指數(shù)：力指數(shù)E是接觸力的其中一個(gè)參數(shù)，使接觸力的響應(yīng)為非線性變化。指數(shù)小于1，降低接觸力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)；指數(shù)大于1，增加接觸力和運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。 阻尼：阻尼力對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)響應(yīng)為負(fù)作用，軟件不默認(rèn)分配阻尼系數(shù)。常設(shè)為剛度的0.1%。 第8章 仿真結(jié)果輸出 本章將介紹仿真模型的運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果輸出。比如：運(yùn)動(dòng)的速度、受力等，輸出的形式有：直觀的模型動(dòng)畫、參數(shù)的曲線變化圖表等。 8.1動(dòng)畫分析 仿真運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)有3種解算方案：常規(guī)驅(qū)動(dòng)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和電子表格驅(qū)動(dòng)。 8.1.1常規(guī)驅(qū)動(dòng) 常規(guī)驅(qū)動(dòng)是基于時(shí)間的一種運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)構(gòu)在指定的時(shí)間和步數(shù)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，它是最常用的一種驅(qū)動(dòng)。要執(zhí)行常規(guī)驅(qū)動(dòng)，必須在運(yùn)動(dòng)副內(nèi)選擇以下4種運(yùn)動(dòng)類型： 無：沒有外加任何驅(qū)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)副，也是軟件默認(rèn)的選項(xiàng)。 恒定：運(yùn)動(dòng)副的運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)）參數(shù)為恒定狀態(tài)，比如位移、速度、加速度。 簡(jiǎn)諧：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的周期性正弦運(yùn)動(dòng)。 函數(shù)：使用XY函數(shù)編輯器定義的復(fù)雜驅(qū)動(dòng)方程。 8.1.2關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng) 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)是基于位移的一種運(yùn)動(dòng)形式。機(jī)構(gòu)在指定的步長(zhǎng)（旋轉(zhuǎn)角度或直線距離）和步數(shù)進(jìn)行動(dòng)畫分析。要執(zhí)行關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，必須在運(yùn)動(dòng)副驅(qū)動(dòng)內(nèi)選擇關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)類型。 8.1.3電子表格驅(qū)動(dòng) 當(dāng)機(jī)構(gòu)使用常規(guī)驅(qū)動(dòng)或關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)解算后，NX內(nèi)部記錄每個(gè)時(shí)間對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)（角度或位移）的變化數(shù)據(jù)。如果需要可以把驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)輸出為電子表格，進(jìn)行分析或修改等。這此數(shù)據(jù)在解算時(shí)可以直接利用電子表格驅(qū)動(dòng)模型。 8.1.4靜力平衡 靜力學(xué)是研究物體靜止?fàn)顟B(tài)的學(xué)科。靜力學(xué)研究的對(duì)象是物體上的作用力和為零，物體可以是永久不動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，具體包含以下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)： 永久靜止的物體。 處于靜止?fàn)顟B(tài)，但是有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體。 勻速運(yùn)動(dòng)的物體中某一結(jié)構(gòu)的瞬間分析。 8.1.5求解器參數(shù) NX內(nèi)置了兩種求解器，ADAMS求解器和RccurDyn求解器。其中RccurDyn求解器為NX默認(rèn)，使用不同的求解器對(duì)應(yīng)的參數(shù)也就有所不同。 常見的求解器參數(shù)含義如下： 最大步長(zhǎng)：用于控制積分和微分方程的dx因子，步長(zhǎng)越小精度越高。 最大求解誤差：用于控制求解結(jié)果和微分方程的誤差，誤差越小精度越高。 最大迭代次數(shù):用于控制求解器的最大迭代次數(shù)。初始步長(zhǎng)：用于控制RccurDyn求解器積分的初始步長(zhǎng)大小。 N-R：用于控制Newton-Raphson積分器的屬性。 魯棒N-R：用于提高Newton-Raphson的屬性。 8.2電子表格 電子表格驅(qū)動(dòng)的功能和關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)、常規(guī)驅(qū)動(dòng)一樣可以作為某個(gè)運(yùn)動(dòng)副的驅(qū)動(dòng)，使仿真模型的運(yùn)動(dòng)按照指定的時(shí)間和動(dòng)作完成。電子表格不僅提供驅(qū)動(dòng)信息，還是交換式的，可以根據(jù)需要修改電子表格，更新模型的運(yùn)動(dòng)。 8.2.1電子表格和系統(tǒng)平臺(tái) 使用電子表格驅(qū)動(dòng)模型后，觀察電子表格有以下幾種方式： 打開電子表格所在位置 在電子表格驅(qū)動(dòng)對(duì)話框，單擊圖標(biāo)。 8.2.2創(chuàng)建和編輯電子表格 1.創(chuàng)建電子表格 2.編輯電子表格 8.2.3電子表格驅(qū)動(dòng)模型 8.3圖表輸出 8.3.1 NX圖表輸出 1.創(chuàng)建位移圖表 2.創(chuàng)建速度圖表 3.創(chuàng)建加速度圖表 4.創(chuàng)建力圖表 8.3.2電子表格輸出 8.4創(chuàng)建照片與視頻 第9章 機(jī)構(gòu)檢查 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真的目的，不僅是讓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)起來，還要保證運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的合理性，比如是否有干涉、運(yùn)動(dòng)幅度夠不夠等。 理解機(jī)構(gòu)檢查對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否合理的重要性。 熟練使用封裝選項(xiàng)的三大命令。 學(xué)會(huì)使用標(biāo)記、智能點(diǎn)，并輸出它們的圖表。 9.1封裝選項(xiàng) 封裝選項(xiàng)包含三大檢查工具：干涉檢查、測(cè)量和機(jī)構(gòu)跟蹤。 9.1.1干涉檢查 干涉命令可以檢查運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中選定對(duì)象每一步存在的碰撞，可幫助排除運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)存在的缺陷，干涉以3種類型顯示存在碰撞的結(jié)果： 高亮顯示：發(fā)生干涉時(shí)對(duì)象高亮顯示，顯示的顏色默認(rèn)為紅色，在UG NX里面兩物體面接觸也算為干涉，請(qǐng)注意區(qū)分。 創(chuàng)建干涉實(shí)體 顯示相交曲線。 9.1.2 測(cè)量 測(cè)量命令可以測(cè)量?jī)蓪?duì)象之間的距離和角度，并實(shí)時(shí)顯示尺寸。測(cè)量命令甚至可以創(chuàng)建安全尺寸，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到安全尺寸時(shí)發(fā)生報(bào)警、暫停。測(cè)量相關(guān)參數(shù)含義如下： 最小距離 角度 大于：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的測(cè)量值大于安全尺寸時(shí)，測(cè)量事件發(fā)生。 小于：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的測(cè)量值小于安全尺寸時(shí)，測(cè)量事件發(fā)生。 目標(biāo)：當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的測(cè)量值等于安全尺寸時(shí)，測(cè)量事件發(fā)生。 事件發(fā)生時(shí)停止：當(dāng)測(cè)量事件發(fā)生時(shí)，運(yùn)動(dòng)仿真機(jī)構(gòu)停止。 9.1.3 追蹤 追蹤命令可以復(fù)制模型在某個(gè)位置的備份，通過追蹤可以記錄機(jī)構(gòu)重要的動(dòng)作或?qū)Ρ饶Ｐ椭g的區(qū)別。追蹤命令不僅可以手動(dòng)追蹤在某一時(shí)刻的模型備份，還可以自動(dòng)追蹤在每一步時(shí)模型備份。具體的含義如下： 追蹤：復(fù)制指定物體在每一步的模型 追蹤當(dāng)前位置：復(fù)制指定物體在某一時(shí)刻的模型。 追蹤整個(gè)機(jī)構(gòu)：復(fù)制整個(gè)機(jī)構(gòu)在某一時(shí)刻的模型。 9.2標(biāo)記 標(biāo)記功能通常和追蹤、測(cè)量一起使用，它有3個(gè)命令：標(biāo)記、智能點(diǎn)和傳感器。通過標(biāo)記可以創(chuàng)建某一點(diǎn)的位移、速度和加速度圖表，甚至可以構(gòu)成運(yùn)動(dòng)軌跡的點(diǎn)集。 9.2.1 標(biāo)記 標(biāo)記是定義在連桿上的某個(gè)點(diǎn)，標(biāo)記和智能點(diǎn)相比有明確的方向定義。標(biāo)記的方向特性在復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)分析中特別有用，比如分析連桿的速度、位移等。 9.2.2 智能點(diǎn) 智能點(diǎn)是沒有方向的點(diǎn)，實(shí)質(zhì)上和普通的點(diǎn)功能幾乎一樣。它能依附連桿，也不能和標(biāo)記一樣輸出圖表，使用時(shí)和普通點(diǎn)的用法一樣。把智能點(diǎn)加入到連桿，然后追蹤智能點(diǎn)，生成軌跡。 9.2.3 傳感器 傳感器是圖表輸出的一種快速標(biāo)記，傳感器可以檢查物體的速度、位移、加速度和力。它的優(yōu)點(diǎn)在于可以參照任何物體檢查數(shù)據(jù)，輸出圖表時(shí)不需要在設(shè)置圖表參數(shù)。要先建立要測(cè)量的標(biāo)記，然后傳感器里面選相對(duì)，兩個(gè)標(biāo)記的位移與速度。 9.2.4 剪式千斤頂 第10章 XY函數(shù)編輯器 運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用模塊中，通過XY函數(shù)編輯器可以定義復(fù)雜的函數(shù)控制位移、速度、加速度和力。XY函數(shù)編輯器分為：數(shù)學(xué)函數(shù)、AFU格式的表兩大類。 10.1 運(yùn)動(dòng)函數(shù) 運(yùn)動(dòng)函數(shù)是基于時(shí)間的復(fù)雜數(shù)學(xué)函數(shù)，通過XY函數(shù)管理器調(diào)用。運(yùn)動(dòng)函數(shù)可以定義運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)、施加力、扭矩等所需函數(shù)。常用的運(yùn)動(dòng)函數(shù)包含：簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)函數(shù)、階梯函數(shù)、多項(xiàng)式函數(shù)。XY函數(shù)編輯器的用途如下： 一般：創(chuàng)建一個(gè)用于一般用途的函數(shù)。 運(yùn)動(dòng)：創(chuàng)建一個(gè)用于運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用模塊的函數(shù)。 響應(yīng)仿真：創(chuàng)建一個(gè)用于響應(yīng)仿真應(yīng)用模塊的激勵(lì)函數(shù)。 10.1.1多項(xiàng)式函數(shù) 多項(xiàng)式函數(shù)PLOY(x, x0, a0, a1, ..., a30),可以創(chuàng)建光順變化的函數(shù)值，主要用于遞增或遞減的速度或加速度上。它的方程定義如下： 其方程各參數(shù)含義如下： X是自變量，一般是時(shí)間（time），可默認(rèn)不設(shè)置。 X0是多項(xiàng)式的偏移量，可定義為任何常數(shù)。 a1, ..., a30是多項(xiàng)式的系數(shù)，系數(shù)越大函數(shù)值越大。 如：POLY( x, 0, 0, 1, 30) 10.1.2 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)函數(shù) 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)函數(shù)SHF(x, x0, a, w, phi, b),它的波形為正弦波，主要用于搖擺機(jī)構(gòu)上。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)函數(shù)的方程定義如下： SHF=a*sin(w*(x-x0)-phi)+b 其方程各參數(shù)含義如下： X是自變量，一般是時(shí)間（time)，可默認(rèn)不定義。 X0是自變量的相伴位偏移。 a為振幅，振幅越大值越大。 w為頻率。 phi為正弦函數(shù)的相位偏差。(第一次的偏移） b為平均位移。（中心線的偏移） 如：SHF(x, 0, 45, 10, 0, 0) 10.1.3 間歇函數(shù) 間歇函數(shù)STEP(x, x0, h0,x1, h1),主要用于復(fù)雜時(shí)間控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上。間歇函數(shù)的方程定義如下： 其方程各參數(shù)含義如下： X是自變量，可以是time或time的任一函數(shù)。 x0是自變量的STEP函數(shù)開始值，可以是常數(shù)或函數(shù)表達(dá)式或設(shè)計(jì)變量。 x1是自變量的STEP函數(shù)結(jié)束值，可以是常數(shù)、函數(shù)表達(dá)式或設(shè)計(jì)變量。 h0是STEP函數(shù)的初始值，可以是常數(shù)、設(shè)計(jì)變量或其他函數(shù)表達(dá)式。 h1是STEP函數(shù)的最終值，可以是常數(shù)、設(shè)計(jì)變量或其他函數(shù)表達(dá)式。 如：STEP(x, 0, 0, 1,75),意思是在0秒運(yùn)動(dòng)0mm,在1秒運(yùn)動(dòng)75mm。 10.2 AFU格式表 軟件將表XY函數(shù)存儲(chǔ)為函數(shù)的輔助數(shù)據(jù)文件（AFU)格式，可以將有關(guān)表函數(shù)存儲(chǔ)到一個(gè)或多個(gè)AFU文件。AFU格式表能生成比運(yùn)動(dòng)函數(shù)更加復(fù)雜的函數(shù)，創(chuàng)建AFU格式表的類型如下： 在文本編輯器中手工輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)。 在電子表格中手工輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)。 在圖表柵格上選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)。 從另一個(gè)選定函數(shù)選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)。 從當(dāng)前繪出在圖表窗口的另一個(gè)函數(shù)選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)。 隨機(jī)生成數(shù)據(jù)點(diǎn)（基于用戶輸入的參數(shù)）。 使用波形掃掠來生成數(shù)據(jù)點(diǎn)。 使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)函數(shù)來生成數(shù)據(jù)點(diǎn)。 10.2.1 對(duì)話框選項(xiàng) XY函數(shù)編輯器能定義特定函數(shù)的屬性，可以輸入某些數(shù)據(jù)將填充到編輯器，XY函數(shù)編輯器，創(chuàng)建AFU格式表有3個(gè)步驟： 1.ID ID的含義是輸入函數(shù)的標(biāo)識(shí)符信息，它在運(yùn)動(dòng)仿真一般默認(rèn)不動(dòng)。其選項(xiàng)卡含義如下： 對(duì)于節(jié)點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)，響應(yīng)值顯示了節(jié)點(diǎn)ID及請(qǐng)求該響應(yīng)的方向。對(duì)于模態(tài)響應(yīng)函數(shù)，這些值顯示了模態(tài)類型（柔性體模態(tài)的MFLX）和模態(tài)ID。 指出函數(shù)的載荷工況。 坐標(biāo)系：指出函數(shù)坐標(biāo)系，使用代表坐標(biāo)系的數(shù)字。 ID行第1行允許你輸入或修改函數(shù)的標(biāo)題。 2.坐標(biāo)系 坐標(biāo)系選頂卡是定義與X軸相關(guān)聯(lián)的屬性，其中橫坐標(biāo)的間距下拉列表框使用最為頻繁，具體含義如下： 等距：橫坐標(biāo)以恒定增量增加。 非等距：指定軟件認(rèn)為每個(gè)橫坐標(biāo)值都是聽唯一的。 序列：按順序顯示X軸數(shù)據(jù)并按順序標(biāo)記X軸值，不論實(shí)際X值如何。軟件以遞增方式將每個(gè)值放置在圖表的X軸上，而不用X值替代X軸的位置。 3.XY數(shù)據(jù) 輸入或生成函數(shù)的XY數(shù)據(jù)，也就是所講解的創(chuàng)建AFU格式表方法。根據(jù)坐標(biāo)系間距的定義不同，創(chuàng)建的方法也有所不同。使用等距可以創(chuàng)建AFU格式表的類型有： 在文本編輯器中手工輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)。 在電子表格中手工輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)。 在圖表柵格上選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)。 從另一個(gè)選定的函數(shù)選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)。 隨機(jī)生成數(shù)據(jù)點(diǎn)（基于用戶輸入的參數(shù)） 使用波形掃掠來生成數(shù)據(jù)點(diǎn)。 使用現(xiàn)有數(shù)學(xué)函數(shù)來生成數(shù)據(jù)點(diǎn)。 10.2.2 使用隨機(jī)數(shù)字 使用AFU格式表的隨機(jī)數(shù)字類型能產(chǎn)生毫無規(guī)律的波形。 10.2.3 執(zhí)行波形掃掠 使用AFU格式表的波形掃掠能提供常見波形，波形的頻率不僅可以設(shè)置，而且在同一個(gè)波形內(nèi)頻率可以變化。波形掃掠一共有4種類型： 正弦波掃掠 余弦波掃掠 正方形波掃掠 已過濾正方形波掃掠 10.2.4 從柵格數(shù)字化 10.2.5 從數(shù)據(jù)（繪圖）數(shù)字化 從數(shù)據(jù)（繪圖）數(shù)字化類型能編輯原AFU格式表，創(chuàng)建新的波形，因此它可以很容易繼承原波形，具體含義如下： 從數(shù)據(jù)數(shù)字化：在原AFU記錄表上選擇某個(gè)表，進(jìn)入圖表創(chuàng)建新的波形。 從繪圖數(shù)字化：如果繪圖區(qū)存在圖表，則以原圖表創(chuàng)建新的波形。如果沒有圖表，則不可以創(chuàng)建。從繪圖數(shù)字化和從數(shù)據(jù)數(shù)字化相比少一個(gè)選擇表的步驟。 使用從數(shù)據(jù)數(shù)字化類型創(chuàng)建AFU格式表的步驟如下： （1）單擊【新建】工具按鈕，打開“XY函數(shù)編輯器”對(duì)話框 （2）單擊坐標(biāo)系圖標(biāo)，打開【XY數(shù)據(jù)創(chuàng)建】選項(xiàng)卡。 （3）單擊【間距】下拉列表框，選擇非等距類型。 （4）單擊XY數(shù)據(jù)圖標(biāo)，打開【XY數(shù)據(jù)創(chuàng)建】選項(xiàng)卡 （5）單擊從數(shù)據(jù)數(shù)字化圖標(biāo) （6）選擇某個(gè)AFU格式的表 （7）單擊“AFU記錄選擇”對(duì)話框【確定】工具按鈕，打開“拾取值”對(duì)話框。 （8）在NX繪圖區(qū)，可以在原正弦線上創(chuàng)建控制點(diǎn)繪制新的曲線 （9）單擊“拾取值”對(duì)話框按鈕，完成柵格數(shù)字化波形的創(chuàng)建。 （10）單擊“XY函數(shù)編輯器”對(duì)話框的【確定】工具按鈕，選擇柵格數(shù)字化波形。 10.2.6 從文本（電子表格）編輯器鍵入 10.3 實(shí)例------料斗運(yùn)動(dòng) 第11章 模型優(yōu)化 模型優(yōu)化是設(shè)計(jì)產(chǎn)品最關(guān)鍵的一步。當(dāng)運(yùn)動(dòng)仿真分析結(jié)果不滿足預(yù)期結(jié)果時(shí)，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到用戶的要求。 11.1實(shí)例------起重機(jī)模型優(yōu)化 11.1.1定義載荷 第12章 動(dòng)力學(xué)分析綜合實(shí)例 12.1 實(shí)例------注塑模 12.2 實(shí)例------落地扇 第2篇 有限元分析篇 本篇主要介紹ug nx7.0有限元分析的一些基礎(chǔ)知識(shí)和操作實(shí)例，包括模型分析準(zhǔn)備，建立有限元模型，有限元模型的編輯，分析和查看結(jié)果，球擺分析綜合實(shí)例等知識(shí)。 第13章 有限元分析準(zhǔn)備 本章主要介紹建立有限元分析模型前的相關(guān)準(zhǔn)備工作，具體包括：分析模塊的選擇，分析模型的建立，分析環(huán)境的設(shè)置和模型的預(yù)處理。 13.1分析模塊的介紹 在UG NX系統(tǒng)的高級(jí)分析模塊中，首先將幾何模型轉(zhuǎn)換為有限元模型，然后進(jìn)行前置處理包括賦予質(zhì)量屬性，施加約束和載荷等，接著提交解算器進(jìn)行分析求解，最后進(jìn)入后置處理，采用直接顯示資料或采用圖形顯示等方法來表達(dá)求解結(jié)果。 該模塊是專門針對(duì)設(shè)計(jì)工程師和對(duì)幾何模型進(jìn)行專業(yè)分析的人員開發(fā)的，功能強(qiáng)大，采用圖形應(yīng)用接口，使用方便。具有以下4種特點(diǎn)： 圖形接口，交互操作簡(jiǎn)便。 前置處理功能強(qiáng)大：在UG系統(tǒng)中建立模型，在高級(jí)分板模塊中可以直接轉(zhuǎn)化成有限元模型并可以對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，忽略一些不重要的特征；可以添加多種類型載荷，指定多種邊界條件，采用網(wǎng)格生成器自動(dòng)生成網(wǎng)格。 支持多種分板求解器，NX.NASTRAN,NX熱流，NX空間系統(tǒng)熱，MSC.NASTRAN,ANSYS和ABAQUS等，及多種分析解算類型包括結(jié)構(gòu)分析、穩(wěn)態(tài)分析、模態(tài)分析、熱和熱-結(jié)構(gòu)分析等。 后置處理功能強(qiáng)大：后置處理器在一個(gè)獨(dú)立窗口中運(yùn)行，可以讓分析人員同時(shí)檢查有限元模型和后置處理結(jié)果，結(jié)果可以以圖形的方式直觀地顯示出來方便分析人員的判斷，分析人員也可以采用動(dòng)畫形式反映分析過程中對(duì)象的變化過程。 13.2 有限元模型和仿真模型的建立 13.3求解器和分析類型 13.3.1求解器 UG NX有限元模塊支持多種類型鐵解算器這里簡(jiǎn)要說明主要的3種： “NX.Nastran和MSC.Nastran”：Nastran是美國(guó)航空航天局推出的大型應(yīng)用有限元程序，其卓越的功能在世界有限元方面受到重視。使用該求解器，求解對(duì)象的自由度幾乎不受數(shù)量的限制，在求解各方面都有相當(dāng)高的精度。其中包括UGS公司開發(fā)的NX.NASTRAN和MSC公司開發(fā)的MSC.NASTRAN。 “ANSYS":ANSYS求解器是由世界上最大的有限元分析軟件公司之一ANSYS公司開發(fā)的，ANSYS廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，石油化工，航空，航天等領(lǐng)域，是集結(jié)構(gòu)，熱，流體，電磁和聲學(xué)與一體的通用型求解器。 "ABAQUS":ABAQUS求解器在非線性求解方面有很高的求解精度，其求解對(duì)象也很廣泛。 13.3.2 分析類型 UG NX 的分析模塊主要包括以下分析類型： “結(jié)構(gòu)”（線性靜態(tài)分析）：在進(jìn)行結(jié)構(gòu)線性靜態(tài)分析時(shí)，可以計(jì)算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，應(yīng)變，位移等參數(shù)：施加的載荷包括力、力矩、溫度等，其中溫度主要計(jì)算熱應(yīng)力；可以進(jìn)行線性靜態(tài)軸對(duì)稱分析（在環(huán)境選中軸對(duì)稱選項(xiàng)）。結(jié)構(gòu)線性靜態(tài)分析是使用最為廣泛的分析之一，UG NX根據(jù)模型的不同和用戶的需求提供極為豐富的單元類型。 “熱”（穩(wěn)態(tài)熱傳遞分析）：穩(wěn)態(tài)熱傳遞分析主要是分析穩(wěn)定熱載荷對(duì)系統(tǒng)的影響，可以計(jì)算溫度、溫度梯度和熱流量等參數(shù)，可以進(jìn)行軸對(duì)稱分析。 “軸對(duì)稱分析”表示如果分析模型是一個(gè)旋轉(zhuǎn)體，且施加的載荷和邊界約束條件僅作用在旋轉(zhuǎn)半徑或軸線方向，則在分析時(shí)，可采用一半或四分之一的模型進(jìn)行有限元分析，這樣可以大大減少單元數(shù)量，提高求解速度，而且對(duì)計(jì)算精度沒有影響。 13.4模型準(zhǔn)備 13.4.1理想化幾何體 13.4.2 移除幾何特征 13.4.3 分割模型 13.4.4 中面 UG NX系統(tǒng)提供3種產(chǎn)生中面的方法 面對(duì)：通過指定實(shí)體的內(nèi)表面和外表面，產(chǎn)生中面。 偏置：通過指定實(shí)體表面，設(shè)置中面離指定面的距離比值，生成中面。 自定義主法：根據(jù)需要為實(shí)體指定一個(gè)中面。 13.4.5 縫合 縫合操作有兩種縫合類型： “片體”：將兩個(gè)或多個(gè)片體縫合成一個(gè)片體。 “實(shí)體”：將兩個(gè)或多個(gè)實(shí)體縫合成一個(gè)實(shí)體。 13.4.6 分割面 第14章 建立有限元模型 本章主要介紹如何為模型指定材料屬性，添加載荷，約束和劃分網(wǎng)格等操作。通過對(duì)本章的學(xué)習(xí)基本掌握有限元分析的前置處理部分。 熟悉材料屬性和載荷，邊界條件的生成。 掌握實(shí)體模型的網(wǎng)格劃分。 14.1 材料屬性 材料的物理性能分為4種：各向同性，各向異性，正交各向異性和流體。 各項(xiàng)同性材料：在材料的各個(gè)方向具有相同的物理特性，大多數(shù)金屬都是各項(xiàng)同性的。 常用物理參數(shù)分別有密度，楊氏模量，泊松比等， 正交各項(xiàng)異性材料：該材料是用于殼單元的特殊各向異性材料，在模型中包含3個(gè)正交的材料對(duì)稱平面，在UG NX中列出正交各項(xiàng)異性材料常用物理參數(shù)表格。 正交各向異性材料主要常用的物理參數(shù)和各項(xiàng)同性材料相同，但是由于正交各向異性材料在各正交方向的物理參數(shù)不同，為方便計(jì)算列出了材料在3個(gè)正交方向（X，Y，Z）的物理參數(shù)值，同時(shí)也可根據(jù)溫度不同給出各參數(shù)的溫度表值，建立方式同上。 各項(xiàng)異性材料：材料各個(gè)方向的物理特性都不同，在UX NX中列出各項(xiàng)異性材料物理參數(shù)表格。 流體：在做熱或流體分析中，會(huì)用到材料的流體特性，系統(tǒng)給出了液態(tài)水和氣態(tài)空氣的常用物體特性參數(shù)， 在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中有多種材料類別這里介紹3種： 金屬：系統(tǒng)給出的金屬材料都是各項(xiàng)相同性材料，共有31種。 塑料：系統(tǒng)給出的塑料材料都是各項(xiàng)相同的材料，共有13種。 其他：系統(tǒng)給出的其他材料中包括一種各項(xiàng)相同性材料和兩種流體材料特性。 材料屬性定義操作步驟如下 注意：在有限元模型中才能添加材料屬性，有限元模型系統(tǒng)默認(rèn)名稱：model1_fem1.fem. 14.2 添加載荷 在UG NX高級(jí)分析模塊中載荷包括力，力矩，重力，壓力，邊界剪切，軸承載荷，離心力等，可以將載荷直接添加到幾何模型上，載荷與作用的實(shí)體模型關(guān)聯(lián)，當(dāng)修改模型參數(shù)時(shí)，載荷可自動(dòng)更新，而不必重新添加，在生成有限元模型時(shí)，系統(tǒng)通過映射關(guān)系作用到有限元模型的節(jié)點(diǎn)上。 14.2.1 載荷類型 載荷類型一般根據(jù)分析類型的不同包含不同的形式，在結(jié)構(gòu)分析中常包括以下形式： 力：力載荷可以施加到點(diǎn)，曲線，邊和面上，符號(hào)采用單箭頭表示 法向壓力：法向壓力載荷是垂直施加在作用對(duì)象上的，施加對(duì)象包括邊界和面兩種，符號(hào)采用單箭頭表示。 重力：重力載荷作用在整個(gè)模型上，不需用戶指定，符號(hào)采用單箭頭在坐標(biāo)原點(diǎn)表示。 壓力：壓力載荷可以作用在面，邊界和曲線上，和正壓力相區(qū)別，壓力可以在作用對(duì)象上指定作用方向，而不一定垂直于作用對(duì)象的，符號(hào)采用單箭頭表示。 力矩：力矩載荷可以施加在邊界，曲線和點(diǎn)上，符號(hào)采用雙箭頭表示。 邊緣剪切：邊緣剪切只能施加在邊界上，沿邊的切向作用壓力載荷，符號(hào)采用單箭頭表示。 軸承載荷：軸承載荷是指作用在一段圓弧面或圓弧邊界上的載荷，且在作用對(duì)象上分布不均勻，是一種變化的載荷，變化規(guī)律可以按正弦規(guī)律變化也可以按拋物線規(guī)律變化。在為對(duì)象添加該載荷時(shí)，需指定最大載荷的作用點(diǎn)和作用范圍的角度。符號(hào)采用單箭頭表示。 離心力：離心力作用在繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)的模型上，系統(tǒng)默認(rèn)坐標(biāo)系的Z軸為回轉(zhuǎn)中心，在添加離心力載荷時(shí)用戶需指定回轉(zhuǎn)中心與坐標(biāo)的Z軸重合。符號(hào)用雙箭頭表示。 溫度載荷：溫度載荷可以施加在面，邊界，點(diǎn)，曲線和體上，符號(hào)采用單箭頭表示。 熱膨脹：熱膨脹載荷主要用于熱分析和熱結(jié)構(gòu)分析中，施加對(duì)象包括面和邊界，符號(hào)采用單箭頭表示。 14.2.2 載荷添加矢量 在多數(shù)載荷添加過程中，都會(huì)同時(shí)定義載荷添加方向，UG NX系統(tǒng)提供5種載荷方向定義方式： XYZ分量：按XYZ直角坐標(biāo)系定義各方向載荷分量大小。 RTZ分量：按RTZ圓柱坐標(biāo)系定義各分量載荷大小。 RTP分量：按RTP球坐標(biāo)系定義各分量載荷大小。 垂直于：添加的載荷垂直于作用對(duì)象上。 沿邊界：添加的載荷分別沿邊界3個(gè)分量Ft、 Fn、 Fs，分別表示沿邊界的切線方向，邊界所在面的法線方向和與前述兩方向垂直并指向模型內(nèi)部方向。 14.2.3載荷添加方案 在建立一個(gè)加載方案過程中，所有添加的載荷都包含在這個(gè)加載方案中。當(dāng)需在不同加載狀況下對(duì)模型進(jìn)行求解分析時(shí)，系統(tǒng)允許提供建立多個(gè)加載方案，并為每個(gè)加載方案提供一個(gè)名稱，也可以自定義加載方案名稱。也可以對(duì)加載方案進(jìn)行復(fù)制，刪除操作。添加載荷操作步驟如下： 14.3邊界條件的加載 邊界條件是用來限制自由度的， 14.3.1邊界條件類型 常用邊界類型有5種：移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、固定溫度邊界、自由傳導(dǎo)。后兩者主要用于溫度場(chǎng)的分析。 14.3.2 約束類型 在為約束對(duì)象選擇了邊界條件類型后，UG NX系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)的約束類型。共有以下幾類： 用戶定義的約束：根據(jù)用戶自身要求設(shè)置所選對(duì)象的移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，各自由度可以設(shè)置成為固定，自由或限定幅值的運(yùn)動(dòng)。 強(qiáng)迫位移約束：可以為6個(gè)自由度分別設(shè)置一個(gè)運(yùn)動(dòng)幅值。 固定約束：選擇對(duì)象的6個(gè)自由度都被約束。 固定移動(dòng)約束：3個(gè)移動(dòng)自由度被約束，而轉(zhuǎn)動(dòng)副都是自由的。 固定轉(zhuǎn)動(dòng)約束：3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度被約束，而移動(dòng)副都是自由的。 簡(jiǎn)單支撐約束：在選擇面的法向自由度被約束，其他自由度處于自由狀態(tài)。 銷釘約束：在一個(gè)圓柱坐標(biāo)系中，旋轉(zhuǎn)自由度是自由的，其他自由度被約束。 圓柱約束：在一個(gè)圓柱坐標(biāo)系中，根據(jù)需要設(shè)置徑向長(zhǎng)度，旋轉(zhuǎn)角度和軸向高度3個(gè)值，各值可以分別設(shè)置為固定，自由和限定幅值的運(yùn)動(dòng)。 滑塊約束：在選擇平面的一個(gè)方向上的自由度是自由的，其他各自由度被約束。 滾子約束：對(duì)于滾子軸的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)方向是自由的，其他自由度被約束。 對(duì)稱約束和反對(duì)稱約束：在關(guān)于軸或平面對(duì)稱的實(shí)體中，用戶可以提取實(shí)體模型的一半，或四分之一部分進(jìn)行分析，在實(shí)體模型的分割處施加對(duì)稱約束或反對(duì)稱約束。 14.4 劃分網(wǎng)格 劃分網(wǎng)格是有限元分析的關(guān)鍵一步，網(wǎng)格劃分的優(yōu)劣直接影響最后的結(jié)果，甚至?xí)绊懬蠼馐欠衲芡瓿桑? 14.4.1 網(wǎng)格類型 在UG NX高級(jí)分析模塊包括零維網(wǎng)格，一維網(wǎng)格，二維網(wǎng)格，三維網(wǎng)格和連接網(wǎng)格五種類型，每種類型都適用于一定的對(duì)象。 零維網(wǎng)格：用于指定產(chǎn)生集中質(zhì)量單元，這種類型適合在節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生質(zhì)量單元。 一維網(wǎng)格：一維網(wǎng)格單元由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，用于對(duì)曲線，邊的網(wǎng)格劃分。 二維網(wǎng)格：二維網(wǎng)格包括三角形單元，四邊形單元，適用于對(duì)片體，殼體實(shí)體進(jìn)行劃分網(wǎng)格。注意在使用二維網(wǎng)格劃分網(wǎng)格時(shí)盡量采用正方形，這樣分析結(jié)果比較精確；如果無法使用正方形網(wǎng)格，則要保證四邊形的長(zhǎng)寬比小于10；如果是不規(guī)則四邊形，則就保持四邊形的各角度在45o～135o之間；在關(guān)鍵區(qū)域應(yīng)避免使用有尖角的單元，且避免產(chǎn)生扭曲單元，因?yàn)閷?duì)于嚴(yán)重的扭曲單元，UG NX的各解算器可能無法完成求解。在使用三角形單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格時(shí)，應(yīng)盡量使用等邊三角形單元。還應(yīng)盡量避免混合使用三角形和四邊形單元對(duì)模型劃分網(wǎng)格。 三維網(wǎng)格：三維網(wǎng)格包括四面體單元,六面體單元。10節(jié)點(diǎn)四面體單元是應(yīng)力單元，4節(jié)點(diǎn)四面體單元是應(yīng)變單元，后者剛性較高，在對(duì)模型進(jìn)行三維網(wǎng)格劃分時(shí)，使用四面體單元就優(yōu)先采用10節(jié)點(diǎn)四面體單元。 連接網(wǎng)格：連接單元在兩條接觸邊或接觸面上產(chǎn)生點(diǎn)到點(diǎn)的接觸單元，適用于有裝配關(guān)系的模型的有限元分析。UG NX系統(tǒng)提供焊接，邊接觸，曲面接觸和邊面接觸四類接觸單元。 14.4.2 零維網(wǎng)格 零維網(wǎng)格用于產(chǎn)生集中質(zhì)量點(diǎn)，適用于為點(diǎn)，線，面，實(shí)體或網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生質(zhì)量單元，可以在“單元屬性”欄下選擇單元的屬性，可以通過設(shè)置單元大小或數(shù)量，將質(zhì)量集中到指定的位置。 14.4.3一維網(wǎng)格 一維網(wǎng)格定義兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的單元，是沿直線或曲線定義的網(wǎng)格。 14.4.4 一維單元截面 對(duì)于采用一維網(wǎng)格劃分的梁，桿等，在有限元模型的建立過程中可以通過定義實(shí)常數(shù)的方式描敘梁，桿的截面，或通過一維單元截面操作定義截面。 14.4.5 二維網(wǎng)格 對(duì)于片體或殼體常采用二維網(wǎng)格劃分單元， 14.4.6 3D四面體網(wǎng)格 3D四面體網(wǎng)格常用來劃分三維實(shí)體模型。 14.4.7 3D掃描網(wǎng)格 在UG NX高級(jí)分析模塊中，若實(shí)體模型在某個(gè)截面在一個(gè)方向保持不變或按固定規(guī)律變化，則可采用3D掃描網(wǎng)格為實(shí)體模型劃分網(wǎng)格。 14.4.8 接觸網(wǎng)格 接觸網(wǎng)格是在兩條邊上或兩條邊的一部分上產(chǎn)生點(diǎn)到點(diǎn)的接觸。 14.4.9 曲面接觸網(wǎng)格 曲面接觸網(wǎng)格常用于裝配模型間各零件裝配面的網(wǎng)格劃分。 14.5 創(chuàng)建解法 創(chuàng)建解法包括解法，耐久解法方案和步驟-子工況3部分。 14.5.1 解算方案 根據(jù)用戶需要和第13章介紹，選擇解法的名稱，解算器，分析類型和解法類型等。一般根據(jù)不同的解算器和分析類型，解算方案類型有4類：一般采用自動(dòng)由系統(tǒng)選擇最優(yōu)算法。 14.5.2 耐久性解算方案