UG NX2027动力学与有限元分析从入门到精通

UG NX是Siemens PLM Software公司的一款集产品设计、工程与制造于一体的解决方案系统软件，用于帮助用户改善产品质量，提高产品交付的速度和效率。它集成了CAD/CAM/CAE，提供了先进的概念设计、三维建模及文档编制解决方案，实现了结构、运动、热、流体和多物理应用的多学科仿真，还提供了涵盖工装、加工及质量监测的零部件制造解决方案。
UG NX 原来由美国UGS公司出品，后被德国Siemens（西门子）公司收购，并更名为Siemens NX，简称NX，但在很多地方还习惯称其为UG NX。为方便读者，本书仍沿用UG NX（2027为其新版本号）。本书所有UG NX指的都是Siemens NX。
UG NX的优势在于：提供应用同步技术，在开放环境下实现灵活设计的解决方案；提供在开发流程中紧密集成多学科仿真的解决方案；提供全系列先进零部件制造应用的解决方案；与Teamcenter—世界领先的产品生命周期管理（PLM）平台实现无可比拟的紧密集成。
UG NX每次的新版本都代表了当时制造技术的发展前沿，很多现代设计方法和理念都能较快地在新版本中反映出来。这一次发布的最新版本—UG NX 2027在很多方面，如并行工程中的几何关联设计、参数化设计等都进行了改进和升级。
近年来，随着UG NX软件的日益普及，人们对UG NX软件的强大功能有了更加深入的认知，UG NX软件也在各行各业，尤其是工业领域得到了广泛的应用。为了满足广大读者学习了解UG NX软件功能的需要，在目前的图书市场上，各大出版机构推出了大量的UG NX学习图书，但在这些图书中，几乎没有一本是专门针对UG NX的CAE分析功能展开讲解的。基于人们对UG NX软件CAE功能学习的迫切需要与相关学习资料短缺的矛盾考量，我们组织各大科研院所相关领域的专家和学者编写了本书。他们具有深厚的理论基础和丰富的软件应用经验，将自身的经验和智慧融入字里行间。希望本书的推出能为广大读者带来裨益。
本书以工程实例贯穿始终，讲解力求清晰、明了、易懂、易学和易掌握。在编写的过程中吸收了大量工程技术人员应用UG NX的经验，避免手册式的枯燥介绍，将重要的知识点嵌入具体的设计中，使读者可以循序渐进、随学随用、边看边操作。
本书主要针对UG NX 2027的强大分析功能而编写，通过大量丰富的实例全面讲解UG NX 2027在动力学分析和有限元分析领域的应用和功能。全书共分为两篇，第1篇为动力学分析篇，主要介绍UG NX 2027动力学分析的一些基础知识和操作实例，包括运动仿真基础，运动体、质量及材料，运动副，传动副，约束，力的创建，连接器，仿真结果输出，机构检查，XY函数编辑器，动力学分析综合实例等。第2篇为有限元分析篇，主要介绍UG NX 2027有限元分析的一些基础知识和操作实例，包括有限元分析准备，建立有限元模型，有限元模型的编辑，分析和查看结果，球摆分析综合实例等。
本书可作为高等院校工科相关专业高年级本科生和研究生的CAE应用自学教材，也可以作为相关科研技术人员的参考资料。
为了方便读者的学习，本书配备了多媒体电子资料，包含了全书所有实例操作的源文件和结果文件，以及全部实例操作过程录音讲解录屏Mp4文件，可以帮助读者更加形象直观地学习。读者可以登录百度网盘地址：https://pan.baidu.com/s/1kVDu_T8ajleoqp0 Xe91XCw，或者扫描下面二维码下载本书电子资料，密码：swsw（读者如果没有百度网盘，需要先注册一个网盘才能下载）。

本书由三维书屋工作室策划，胡仁喜博士和刘昌丽主要编写。参加部分编写工作的还有康士廷、王敏、王玮、孟培、王艳池、闫聪聪、王培合、王义发、王玉秋、杨雪静、卢园、孙立明、甘勤涛、李兵、路纯红、阳平华、李亚莉、张俊生、李鹏、周冰、董伟、李瑞、王渊峰。
由于编者水平有限，疏漏之处在所难免，希望广大读者发邮件（714491436@qq.com）提出宝贵的批评意见。也可以加入QQ群：811016724参与交流探讨。

编 者

本书主要针对UG NX 2027的强大分析功能而编写，通过大量丰富的实例全面讲解了UG NX 2027在动力学分析和有限元分析领域的应用和功能。全书共分为两篇，第1篇为动力学分析篇，主要介绍UG NX 2027动力学分析的一些基础知识和操作实例，包括运动仿真基础，运动体、质量及材料，运动副，传动副，约束，力的创建，连接器，仿真结果输出，机构检查，XY函数编辑器，动力学分析综合实例。第2篇为有限元分析篇，主要介绍UG NX 2027有限元分析的一些基础知识和操作实例，包括有限元分析准备，建立有限元模型，有限元模型的编辑，分析和查看结果，球摆分析综合实例。
本书可作为高等院校工科相关专业高年级本科生和研究生的CAE应用辅助教材，也可以作为相关科研技术人员的参考资料。
为了方便读者的学习，本书配备了多媒体学习电子资料，包含了全书所有实例操作的源文件和结果文件，以及全部实例操作过程录音讲解录屏Mp4文件。

前言
第1篇 动力学分析篇
第1章 运动仿真基础2
1.1 运动分析概述3
1.1.1 什么是运动分析3
1.1.2 理论力学3
1.1.3 运动仿真的实现4
1.1.4 Gruebler5
1.2 运动分析的进入和执行6
1.2.1 进入仿真模块6
1.2.2 执行运动分析7
1.3 运动仿真选项9
1.3.1 运动仿真界面9
1.3.2 运动导航器9
1.3.3 【主页】选项卡10
1.3.4 【动画】面组13
1.4 UG NX 2027平台14
1.4.1 操作系统要求14
1.4.2 硬件要求14
1.4.3 系统约定15
1.5 练习题16
第2章 运动体、质量及材料17
2.1 运动体的定义18
2.1.1 创建运动体18
2.1.2 质量特性19
2.1.3 定义质量特性20
2.2 材料21
2.2.1 调用材料21
2.2.2 定义材料22
2.3 练习题23
第3章 运动副24
3.1 运动副的定义和类型25
3.1.1 运动副的定义25
3.1.2 运动副的类型25
3.2 创建运动副27
3.2.1 创建运动副的步骤27
3.2.2 创建对齐运动体28
3.2.3 固定副30
3.2.4 旋转副30
3.2.5 滑动副33
3.2.6 柱面副37
3.2.7 球面副40
3.2.8 万向节42
3.2.9 平面副50
3.2.10 螺旋副52
3.3 实例—三连杆运动机构57
3.3.1 创建运动体57
3.3.2 创建运动副58
3.3.3 动画分析62
3.4 实例—冲床模型63
3.4.1 装配转盘64
3.4.2 装配冲头67
3.4.3 创建运动体与运动副69
3.4.4 动画分析73
3.4.5 优化模型74
3.5 实例—台虎钳模型77
3.5.1 创建运动体和运动副77
3.5.2 创建台虎钳动画80
3.6 练习题80
第4章 传动副83
4.1 创建耦合副84
4.1.1 齿轮耦合副84
4.1.2 创建齿轮耦合副84
4.1.3 创建蜗轮蜗杆运动85
4.1.4 齿轮齿条副90
4.1.5 创建齿轮齿条副90
4.1.6 线缆副91
4.1.7 滑轮模型92
4.2 实例—二级减速器97
4.2.1 创建运动体和旋转副97
4.2.2 创建齿轮耦合副与动画分析99
4.3 实例—汽车转向机构101
4.3.1 创建运动体101
4.3.2 创建运动副102
4.3.3 创建齿轮齿条副105
4.3.4 运动分析106
4.4 实例—汽车刮水器108
4.4.1 创建运动体109
4.4.2 创建运动副110
4.4.3 创建传动副114
4.5 练习题117
第5章 约束122
5.1 创建约束123
5.1.1 点在线上副123
5.1.2 创建点在线上副123
5.1.3 线在线上副127
5.1.4 创建线在线上副127
5.1.5 点在面上副130
5.1.6 创建点在面上副130
5.2 实例—玻璃切割机模型134
5.2.1 创建运动体和运动副134
5.2.2 创建约束138
5.2.3 结果分析139
5.3 实例—仿形运动机构140
5.3.1 运动要求及分析思路140
5.3.2 创建辅助对象141
5.3.3 创建运动体144
5.3.4 创建运动副145
5.3.5 创建约束148
5.3.6 运动分析150
5.4 练习题151
第6章 力的创建156
6.1 载荷157
6.1.1 标量力157
6.1.2 创建标量力158
6.1.3 矢量力161
6.1.4 创建矢量力163
6.1.5 创建标量扭矩166
6.1.6 矢量扭矩169
6.1.7 创建矢量扭矩170
6.2 重力与摩擦力174
6.2.1 重力175
6.2.2 摩擦力176
6.2.3 实例—摩擦力试验177
6.3 练习题180
第7章 连接器181
7.1 弹性连接182
7.1.1 弹簧182
7.1.2 弹簧力182
7.1.3 创建拉伸弹簧183
7.1.4 创建扭转弹簧186
7.1.5 弹簧柔性变形动画190
7.1.6 衬套193
7.1.7 创建衬套193
7.2 阻尼连接199
7.2.1 阻尼199
7.2.2 创建阻尼199
7.3 接触单元202
7.3.1 2D接触202
7.3.2 创建2D接触203
7.3.3 3D接触206
7.3.4 创建3D接触207
7.4 实例—离合器209
7.4.1 离合器运动分析209
7.4.2 创建运动体210
7.4.3 创建运动副211
7.4.4 创建连接器与力214
7.4.5 动画分析217
7.4.6 图表输出218
7.5 实例—撞击试验220
7.5.1 创建运动体220
7.5.2 创建运动副221
7.5.3 创建力与连接器223
7.5.4 创建动画227
7.5.5 修正参数228
7.5.6 图表输出231
7.6 练习题232
第8章 仿真结果输出235
8.1 动画分析236
8.1.1 常规驱动236
8.1.2 铰接运动驱动237
8.1.3 电子表格驱动241
8.1.4 静态平衡242
8.1.5 求解器参数245
8.2 电子表格245
8.2.1 电子表格和系统平台245
8.2.2 创建和编辑电子表格246
8.2.3 电子表格驱动模型248
8.3 图表输出250
8.4 练习题254
第9章 机构检查255
9.1 封装选项256
9.1.1 干涉检查256
9.1.2 测量260
9.1.3 追踪263
9.2 标记功能267
9.2.1 标记267
9.2.2 智能点270
9.2.3 传感器273
9.3 实例—剪式千斤顶275
9.3.1 运动要求及分析思路275
9.3.2 创建运动体276
9.3.3 创建剪式机构运动副278
9.3.4 创建螺杆机构运动副280
9.3.5 干涉检查284
9.3.6 转速和顶起速度的图表287
9.3.7 测量最大顶起高度289
9.4 练习题292
第10章 XY函数编辑器293
10.1 运动-函数294
10.1.1 多项式函数294
10.1.2 简谐运动-函数297
10.1.3 间歇函数300
10.2 AFU格式表304
10.2.1 对话框选项304
10.2.2 使用随机数字306
10.2.3 执行波形扫掠310
10.2.4 从栅格数字化311
10.2.5 从数据（绘图）数字化314
10.2.6

本书主要针对UG NX 2027的强大分析功能而编写，通过大量丰富的实例全面讲解了UG NX 2027在动力学分析和有限元分析领域的应用和功能。全书共分为两篇，第1篇为动力学分析篇，主要介绍UG NX 2027动力学分析的一些基础知识和操作实例，包括运动仿真基础，运动体、质量及材料，运动副，传动副，约束，力的创建，连接器，仿真结果输出，机构检查，XY函数编辑器，动力学分析综合实例。第2篇为有限元分析篇，主要介绍UG NX 2027有限元分析的一些基础知识和操作实例，包括有限元分析准备，建立有限元模型，有限元模型的编辑，分析和查看结果，球摆分析综合实例。
本书可作为高等院校工科相关专业高年级本科生和研究生的CAE应用辅助教材，也可以作为相关科研技术人员的参考资料。
为了方便读者的学习，本书配备了多媒体学习电子资料，包含了全书所有实例操作的源文件和结果文件，以及全部实例操作过程录音讲解录屏Mp4文件。