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UGNX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81.1、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，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UGNXCAE帮助文件；UGNX7.0有限元分析入门与实例精讲，机械工业出版社，2010；UGNX8.5有限元分析入门与实例精讲，机械工业出版社，2016；