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UG NX 高级仿真 在压力容器应力分析中的应用 闫硕 （沧州市设备安装工程有限公司工程科） 摘要：UG NX高级仿真模块具有很强的线性分析功能和非线性分析功能，能够满足压力容器应力分析的需求。以压力容器典型的受内压圆筒径向接管结构为例，利用NX CAD的强大建模功能以及CAD&CAE的无缝集成，进行了应力分析以及线性化处理，成功证明了UG NX高级仿真在压力容器分析设计中应用的可行性、方便性。 关键词：UG NX高级仿真；压力容器;CAD&CAE技术；nx nastran ；线性化处理；应力分析 UG NX高级仿真—基本模块是UG NX的核心子集，包括了一系列分析功能例如线性静态分析，正则模态分析，线性屈曲分析以及流体、热传递分析。UG NX高级仿真—基本模块提供了有限元分析所需的单元类型库，模型材料库。支持强有力的边界条件管理能力。提供系列的包括屈曲分析的线性算法控制能力以及无限规模的正则模态分析能力。支持稳态和瞬态热传递分析的解算能力。NX- 基本分析模块在虚拟产品开发流程中拥有很关键的地位，为产品性能开发的数字化原型和仿真模拟提供了广泛应用的CAE解决方案。 特征 ?强有力的分析能力 ?功能完善的单元库包括点焊单元在内 ?各种类型的模型材料库 ?边界条件易操作性如工况的合并，添加，删除 ?各种特征值求解正则模态及复特征值分析 ?设计优化和敏度分析评估设计变动的效果 ?高效的解算器 ?热传导 ?自然对流 ?强迫对流 ?热载荷定义 ?温度边界条件 ?初始边界条件 ?热控制系统 ?图形化显示结果 收益 ?与物理原型试验相比，仿真分析降低了设计周期长和成本高的风险 ?通过相对快捷的仿真过程和反复的验证研究大大提高了产品革新的进程 ?在各种工况下都能进行产品功能仿真模拟，包括热场分析 一、UG NX高级仿真功能简介 UG NX高级仿真技术功能可以实现： 1）静力分析：除一般分析功能之外还提供结构的重量和重心数据，支持全范围的材料模式。同时支持具有惯性释放的静力分析（无约束状态下的准静态响应）、非线性静力分析（包括几何非线性、材料非线性和接触非线性等）。 2）屈曲分析：主要用于结构特定载荷下稳定性以及失稳的临界载荷。包括线性屈曲分析（特征值屈曲分析）和非线性屈曲分析（几何非线性屈曲分析、弹塑性屈曲分
实验三：SIMULINK高级仿真技术实验—子系统与模块封装技术，S-函数编写 一、子系统与模块封装技术应用 1、建立如图所示的模型，选择输入输出模块之间的所有模块对象创建子系统，得到创建带有子系统的模型和子系统模型。 lab1_1B.mdl Terminator
2、线性系统由下列微积分方程组成： 1 1 2 2 2 3 1 3 1 2 3 2 2 1 2 3535x x x x x x u x x x x u y x u u =-+? ?=--+?? =---+??=-+-?&&& （1） 采用积分器方法在SIMULINK 上建立模型。 （2）对上述模型进行子系统封装，要求子系统的输入信号两个u1和u2，输出信号有四个x1，x2，x3和y 。 lab1_2B.mdl
二、基于SIMULINK 的微分方程求解： 1、考虑下面给出的微分代数方程： 1 1 2 3 12 2 2 1 2 2 3 2 1 2 3 0.20.325210x x x x x x x x x x x x x x x =-++?? =--??++-=? && 已知初始条件为12 3 (0) 0.8,(0)(0)0.1x x x ===。 在SIMULINK 上搭建微分代数方程的仿真模型，利用MATLAB 的函数模块进行编程，并对系统进行仿真。 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1
2、延迟微分方程的SIMULINK 求解。考虑下面给出的延迟微分方程式： 3 ()13()(1)0.2(0.5)(0.5)()3()2()4()x t x t y t x t x t y t y t y t x t =-------?? ++=? &&&& 要求：（1）建立延迟微分方程的SIMULINK 模型 （2） 在阶跃输入下的系统状态变量和输出响应曲线，并在图上标注 (),()x t y t 。 01234 5678910 0.050.10.150.20.25 0.30.350.4t x &y
《基于UG的运动仿真及高级仿真》
项目一：机构运动仿真 项目要求：熟悉UG机构运动仿真模块的内容，掌握运动仿真的一般流程和方法，并根据分析输出结果对机构进行优化。 任务一：熟悉掌握运动仿真基础知识 运动分析模块（Scenario for motion）是UG/CAE模块中的主要部分，用于建立运动机构模型，分析其运动规律。通过UG/Modeling的功能建立一个三维实体模型，利用UG/Motion的功能给三维实体模型的各个部件赋予一定的运动学特性，再在各个部件之间设立一定的连接关系既可建立一个运动仿真模型。 UG/Motion模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。运动分析模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计（加长或缩短构件的力臂长度、修改凸轮型线，调整齿轮比等）或调整零件的材料（减轻或加重或增加硬度等）。设计的更改可以反映在装配主模型的复制品分析方案中，再重新分析，一旦确定优化的设计方案，设计更改就可反映在装配主模型中。 一、运动方案创建步骤 1．创建连杆（Links）； 2．创建两个连杆间的运动副（Joints） 3．定义运动驱动（Motion Driver） ◆无运动驱动（none）：构件只受重力作用 ◆运动函数：用数学函数定义运动方式 ◆恒定驱动：恒定的速度和加速度 ◆简谐运动驱动：振幅、频率和相位角 ◆关节运动驱动：步长和步数 二、创建连杆 创建连杆对话框将显示连杆默认的名字，格式为L001、L002 (00)
质量属性选项： 质量特性可以用来计算结构中的反作用力。当结构中的连杆没有质量特性时，不能进行动力学分析和反作用力的静力学分析。根据连杆中的实体，可以按默认设置自动计算质量特性，在大多数情况下，这些默认计算值可以生成精确的运动分析结果。但在某些特殊情况下，用户必须人工输入这些质量特性。 固定连杆： 人工输入质量属性，需要指定质量、惯性矩、初始移动速度和初始转动速度。注：必须选择好质心并且输入质量的数值，才能定义质量属性。 三、创建运动副 运动副就是将机构中的连杆连接在一起，从而使连杆一起运动。在运动副创建前，机构中的连杆是在空间浮动的，没有任何约束，具有6个自由度。运动副创建后，会约束一个或几个自由度，运动副具有双重作用：允许所需的运动和限制不要的运动。 运动副的创建步骤： 1)创建运动副要约束的第一个连杆 2)创建运动副第一个连杆的原点和方向 3)创建运动副要约束的第二个连杆 4)创建运动副第二个连杆的原点和方向
105 第九章 Simulink 高级仿真技术 第八章对动态系统的建模、仿真与分析方法做了详细的介绍，这些方法足够用户对简单的动态系统进行仿真研究，但对于复杂的系统来说还略显不足。况且要想灵活高效的使用Simulink ，还必须了解Simulink 的工作原理。本章主要介绍Simulink 的高级仿真技术,包括Scope 模块的高级使用技术、Simulink 的工作原理、过零事件、系统代数环的概念与解决方案、高级积分器的使用方法等。 9.1 Scope 模块的高级使用技术 从前面章节所举出的仿真示例中可以看出，在对系统进行仿真分析时，通常使用Scope 示波器模块来观察动态系统的仿真结果或系统中指定的信号。用户可以很方便地对Scope 模块进行各种控制以便对指定信号进行观测，以便对系统进行有效的分析。Scope 模块也可以设置成悬浮Scope 模块，因而本节主要对Scope 模块和悬浮Scope 模块做详细的介绍。 9.1.1 Scope 模块的使用 Scope 模块是一个用途很广的显示模块，我们前面章节给出的Simulink 仿真系统中多半都使用了这种模块，它是以图形的方式直接显示指定的信号。当无需对输出结果进行定量分析，可以从Scope 模块输出的曲线中直接获知系统的运动规律。Scope 模块给用户提供了很多控制方法，可以使用户对Scope 模块的输出曲线进行各种控制调整，以便用户观测和分析输出结果。 Scope 模块的工具栏按钮命令如图9.1所示。下面分别介绍各项功能。 一、打印输出（Print ） 将系统仿真结果的输出信号打印出来。 二、视图自动缩放（Autoscale ） 点击此按钮可以自动调整显示范围以匹配系统仿真输出信号的动态范围。 三、X 轴缩放、Y 轴缩放以及视图整体缩放 可以分别对X 坐标轴、Y 坐标轴或同时对X 、Y 坐标轴的信号显示进行缩放，以满足用户对信号做局部观察的需要。使用时，单击缩放按钮后选择需要观察的信号范围即可。若需要缩小视图，单击鼠标右键，选择弹出菜单的Zoom out 即可。 四、保存和恢复坐标轴设置 图9.1 Scope 模块的工具栏按钮命令
1 十大物流仿真软件汇总 目录 (一) Flexsim (2) (二) RaLC(乐龙) (2) (三) Witness(SDX) ..................................... 2 (四) Automod (3) (五) ShowFlow (3) (六) SIMAnimation ..................................... 4 (七) Arena (4) (八) Supply chain guru (5) (九) Classwarehouse ................................... 5 (十) SimLab (5)
6 / 1 2 (一)Flexsim Flexsim是美国的三维物流仿真软件,能应用于系统建模、仿真以及实现业务流程可视化.Flexsim中的对象参数可以表示基本上所有的存在的实物对象,如机 器装备、操作人员、传送带、叉车、仓库、集装箱等,同时数据信息可以用Flexsim 丰富的模型库表示出来.Flexsim具有层次结构,可以使用继承来节省开发时间.而且它还是面向对象的开放式软件.对象、视窗、图形用户界面、菜单列表、对象参数等都是非常直观的.由于Flexsim的对象是开放的,所以这些对象可以在不同的用户、库和模型之间进行交换,再结合对象的高度可自定义性,可以大大提高建模的速度.Flexsim的用户性和可移植性扩展了对象和模型的生命周期. (二)RaLC(乐龙) RaLC(乐龙)软件,是上海乐龙人工智能软件有限公司(日本人工智能服务有限公司在华子公司)提供的.它是面向对象的,物流配送中心所使用的基本搬运器械设备即对象事物,包括各种传送带、自动立体仓库、平板车等,以及工作人员的装卸、分拣、叉车搬运等,全部以按钮的形式摆放在工具栏上,而且可以对对象物体的配置来进行设计,用于对各类对象物体的形状和规格建模也十分直观.RaLC乐龙系列软件在建模速度、建模操作简便性、模拟和仿真精确度等方面都处于世界领先水平. (三)Witness(SDX) Witness(SDX)由英国Lanner集团用数十年系统仿真经验开发出的,它是面6 / 2 3 向工业系统,商业系统流程的动态系统建模仿真软件平台,是离散型的仿真软件,流程的仿真动态演示是三维的,是世界上该领域的主流仿真软件之一.它提供了大量描述工业系统的模型元素,如生产线上的加工中心、传送设备、缓冲存储装置等.
十大物流仿真软件汇总 目录 （一） Flexsim (2) （二） RaLC乐龙） (2) （三） Witness（SDX） . (2) （四） Automod (3) （五） ShowFlow (3) （六） SIMAnimation . (4) （七） Arena (4) （八） Supply chain guru . (5) （九） Classwarehouse . (5) （十） SimLab (5)
（一） Flexsim Flexsim 是美国的三维物流仿真软件, 能应用于系统建模、仿真以及实现业务流程可视化.Flexsim 中的对象参数可以表示基本上所有的存在的实物对象, 如机器装备、操作人员、传送带、叉车、仓库、集装箱等, 同时数据信息可以用Flexsim 丰富的模型库表示出来.Flexsim 具有层次结构, 可以使用继承来节省开发时间. 而且它还是面向对象的开放式软件.对象、视窗、图形用户界面、菜单列表、对象参数等都是非常直观的. 由于Flexsim 的对象是开放的, 所以这些对象可以在不同的用户、库和模型之间进行交换, 再结合对象的高度可自定义性, 可以大大提高建模的速度.Flexsim 的用户性和可移植性扩展了对象和模型的生命周期. （二）RaLC乐龙） RaLC乐龙）软件,是上海乐龙人工智能软件有限公司（日本人工智能服务有限公司在华子公司）提供的. 它是面向对象的, 物流配送中心所使用的基本搬运器械设备即对象事物, 包括各种传送带、自动立体仓库、平板车等, 以及工作人员的装卸、分拣、叉车搬运等, 全部以按钮的形式摆放在工具栏上, 而且可以对对象物体的配置来进行设计, 用于对各类对象物体的形状和规格建模也十分直 观.RaLC 乐龙系列软件在建模速度、建模操作简便性、模拟和仿真精确度等方面都处于世界领先水平. （三） Witness（SDX） Witness（SDX）由英国Lanner 集团用数十年系统仿真经验开发出的, 它是
十大物流仿真软件汇总 目录 (一) Flexsim (2) (二) RaLC(乐龙) (2) (三) Witness(SDX) (2) (四) Automod (3) (五) ShowFlow (3) (六) SIMAnimation (4) (七) Arena (4) (八) Supply chain guru (5) (九) Classwarehouse (5) (十) SimLab (5)
(一)Flexsim Flexsim是美国的三维物流仿真软件,能应用于系统建模、仿真以及实现业务流程可视化.Flexsim中的对象参数可以表示基本上所有的存在的实物对象,如机器装备、操作人员、传送带、叉车、仓库、集装箱等,同时数据信息可以用Flexsim丰富的模型库表示出来.Flexsim具有层次结构,可以使用继承来节省开发时间.而且它还是面向对象的开放式软件.对象、视窗、图形用户界面、菜单列表、对象参数等都是非常直观的.由于Flexsim的对象是开放的,所以这些对象可以在不同的用户、库和模型之间进行交换,再结合对象的高度可自定义性,可以大大提高建模的速度.Flexsim的用户性和可移植性扩展了对象和模型的生命周期. (二)RaLC(乐龙) RaLC(乐龙)软件,是上海乐龙人工智能软件有限公司(日本人工智能服务有限公司在华子公司)提供的.它是面向对象的,物流配送中心所使用的基本搬运器械设备即对象事物,包括各种传送带、自动立体仓库、平板车等,以及工作人员的装卸、分拣、叉车搬运等,全部以按钮的形式摆放在工具栏上,而且可以对对象物体的配置来进行设计,用于对各类对象物体的形状和规格建模也十分直观.RaLC 乐龙系列软件在建模速度、建模操作简便性、模拟和仿真精确度等方面都处于世界领先水平. (三)Witness(SDX) Witness(SDX)由英国Lanner集团用数十年系统仿真经验开发出的,它是面