ugnx高级仿真在压力容器中的应用

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1、UGNX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：UGNX窩级仿真模块具冇很强的线性分析功能和菲线性分析功能，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NXCAD的强人建模功能以及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UGNX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：UGNX高级仿真；压力容器;CAD&CAE技术；nxnastran；线性化处理；应力分析UGNX高级仿真一基本模块是UGNX的核心子集，包描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

2、以及流体、热传递分析。UGNX高级仿真一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。支持强冇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止则模态分析能力。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♦设计优化和墩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

3、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、UGNX高级仿真功能简介UGNX高级仿真技术功能可以实现：1）静力分析：除一般分析功能Z外还捉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

4、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、弹塑性屈曲分析以及非线性后屈曲分析）。算法上，UGNX高级仿真采用先进的微分刚度概念，考虑高阶应变■位移关系，结合UGNX高级仿真特征值捉取算法可精确判别出相应的失稳临界点。该方法较其他有限元软件中所使用的限定载荷量级法具有更高的精确度和可靠性。3）动力学分析：具冇其他冇限元软件所无法比拟的强大的动力学分析功能，包括止则模态及复特:征值分析、（直接、模态）频率和（直接、模态、非线性）瞬态响应分析、（噪）声学分析、随机响应分析、响应及冲击谱分析、动力灵敏度分析等。UGNX高级仿真提供求解所需的动力和阻尼单元。4）非线性

5、分析：UGNX高级仿真强大的非线性分析功能为设计人员有效地设计产品，减少额外成本提供了一个十分实用可靠的工具。包括几何非线性分析、材料非线性（支持VonMises>Tresca>MohrCoulomb>Drucker-Prager屈服准则,蠕变分析可利用ORNL定律或Rheological模拟）、非线性边界（接触问题）、非线性瞬态分析、非线性单元（非线性阻尼、弹簧、接触单元等）。UGNX高级仿真非线性分析提供N・R法、改进Newton法、弧长法、Newton与弧长混合法、两点积分法、Newmark0法及非线性瞬态分析过程中的自动时间步调整功能等丰富的迭代和运算控制算法。5）热传导分

6、析：可以计算热分布状况，直观地看到结构内潜热、热点位置及分布,捉供广泛的温度相关的热传导分析（线性/非线性稳态热传导、线性/非线性瞬态热传导、对流、相变、热腔分析）。UGNX高级仿真支持稳态或瞬态热传导分析的线性、非线性两种算法。此外，UGNX高级仿真还应用于流固耦合分析、空气动力弹性及颤振分析、多级超单元分析、高级对称分析、设计灵敏度及优化分析、复合材料分析等。可见，UGNX高级仿真的分析功能已经完全囊括了压力容器应力分析涉及的内容，能够满足这一特定领域的需求。二、NXCAD建模功能众所周知，UGNX的CAD模块为高端技术产品，具有强大的CAD参数化建模功能。依托于CAD强大建模

7、功能，可以方便、快捷的完成模型的构建，相对于以往ANSYS建模，大大提高了模型处理效率。同时UGNX还提供了宏文件录制功能以及基于知识建模的知识熔接（KnowledgeFusion）等自动建模技术工具，可以实现结构的自动创建与分析。宏文件以及KF语言都可以用普通的文本文件进行编辑与修改，方便，易学,易懂。譬如压力容器典型支管结构的倒角造型，在NXCAD中建好基本模型之后，不同于ANSYS中先生成I员I角再生成蒙皮的方法，直接运用一个边倒角命令便可迅速生成所要倒角相冠线