材料与物理属性讲义

课程名称NX高级仿真

教学内容安排表本次名称材料与物理属性

授课日期和授课班级

课程总学时32总学分2

本讲（次）学时2课程负责人闫向阳总16讲第03讲

主教材NXCAE高级仿真流程

NX9.0动力学与有限元分析

辅助教材

NX高级仿真求解

序分教学资源

教法本次教学内容

号钟（工具）

材料特性

指定材料到模型的方法:

1,使用选择体的本身材料属性的继承方式

1讲解

2,指定一种新材料到物理特性表。可以指定新材料到网格收集器。

3,NX软件提供了标准材料的材料库，同时也可以创建各向同性，正

交各向异性、各向异性、流体和超弹性的材料。

为工字梁加载载荷

启动NX软件，打开sec4\ibcam.prt（工字梁文件），创建有限元和仿

真文件，解算器为NXNastran,分析类型为结构。

网格划分

双击ibeam_feml.fen,显示有限元模型，将•3D网格作用到工字梁。f□:

网格收集器。在该对话框中实体属性后面选择编辑PSOLIDo在属性材

料的最后的单击选择材料一工材料列表。这时候可以根据需要选择材料。

选择完成后点击确定。

0PSOLIDOX

物理属性表

体2DI

名称

标签

2演示

属性A

CORDM双

CORDM

积分网络

应力埔出位置

积分方案

确定取消

建立新材料

主页f属性f更多f材料-＞管理材料f管理材料对话框。在新建材料

3演示

的类型中选择所需类型，点击创建出现新建材料对话框。输入材料的名

称，设置材料的属性，点击确定，完成材料的创建，

0管理材料OX

材料列表A

流体

超弹性-常规

Mooney-Rivlin

Ogden

酬

Arruda-Boyce

姐一遁

形状记忆合金

Sussman-Bathe

4验证学生验证

物理特性

使用物理特性表格进行设置.，主页-＞属性f物理属性，类型中选择需

要创建的物理特件,指定名称和标签,点击创建进入PSOLID对话框.在该

对话框中进一步设置具体的属性值，设置完成后点击确定。

演示5

用特征表指定网格颜色

可以利用在模型中定义的物理与材料特性自动地指定颜色到模型中的

网格。文件一首选项一模型显示-单元标签页，在基础颜色里可以根据需

要进行设置。其中物理属性表表示指定物理属性相司的网格颜色一致，而

材料属性表则是材料相同的网格颜色一致。默认表示使用收集器选项中指

定的颜色。

6验证学生验证5

网格收集器练习

7演示5

打开sec3\GolfAssemsiml.simo先查看simulation文件。

修•FaceGluing(1)同•NoTransO)

0•FaceGluing⑵.投载荷容器

0•FaceGluing(3)自求解器集

仿真文件含有轴与把手，金属套圈和球棒头间预定义的胶合连接。胶合

连接出现在仿真对象容器中。仿真文件中也含有作用到把手的预定义固定平

移约束，显示在约束容器中。

查看网格收集器，打开3D收集器，含有球棒头和金属套圈的预定网格

收集器。

8验证学生验证5

为把手建立网格收集器

主页r属性T网格收集器T对话框中，最下面名称改为Grip,实体属

性，点击创建物理项f出现物理属性表。材料选择Polyethylene(高分子

塑料)，其他默认点击确定。回到网格收集器对话框，点击确定。

I0网格收集翳oX

9GPSOLID

单元拓扑结构AOX

单元族3D-物理屠性衰

L殡型实体•名称Grip

磔3

届性A

知理■性A寤住

物PSOLID▼PgcaHBIH您

实休■层也无▼酸▼

CORDM定义用户茬义▼

名称归曳______________|创*3理项…CORDM朝，

9演示5

积分河珞双▼

应用取消

fKl▼

为轴建立网格收集器

主页T属性T网格收集器T对t话框中，单7无族改成2D,最下面名利攵

为Shaftsteel,点击创建物理项T出现物理,国性表。名称改成shaft

steel,材料选择钢，默认厚度改1或0.5,其他默认点击确定。创建完月<

后，新的两个收集器都出现在里任『真导航器中。

->2D族器

匚*为Shaftsteel

-□/HD收集器

1JHeadsteel

1§Ferrule

QGrip

10验证学生验证5

改变收集器的网格显示

在2D收集器的节点下选择Shaftsteel,右键选择编辑显示命令。单

击颜色按钮，在跳出的对话框中输入ID为75的颜色，点击确定关闭对话

11演示框。5

利用上述方法，依次完成如下网格收集器的颜色设置。Headsteel为

50号LightWeakCyan,Ferrule为216号Black,Grip为5号Light

HardYellow。

12验证学生验证5

对金属套圈(Ferrule)划分网格

主页-网格-3D四面体f3D四面体网格对话框：选择实体为黑色的金

属套圈，设置单元属性类型为CTETRA(10)；单元大小点击后面的自动单

元大小；目标收集器中的自动创建的勾去掠，选择网格收集器为Ferrule。

13演示点击确定。此时会发现金属套圈的网格是黑色的，因为设置的金属套圈的5

网格收集器颜色是黑色的。

同样的方法对把手(Grip)和高尔夫球棒头(Clubhead)进行网格划

分。

对轴(Shaft)划分网格，这次选择的是2D网珞，同样选择实体为高

尔夫球杆的中间三段。保存全部文件。

--------c^ar

-Q分2D收集器

■田崎ShaftSteel

0^-2d_mesh(1)□单元数

-必会3D收集器

--崎Headsteel

0A3cl_mesh⑶□单元数

-01g]Ferrule

L团A3d_mes卜⑴■单元数

-叼崎Grip

003d_me$h(2)口单元数

口网场

14验证学生验证5

求解模型

切换到GolfClubAssemsiml.simo求解模型决定自然频率和相应的

模态形状，在SEM0DES103解算中，不需要载荷。

在仿真导航器中选择Solution1,右键选择求解。在出现的对话框中选择模

型设置检查复选框，确定开始求解。完成后关闭所有对话框。

结果显示

双击结果进入后处理，在后处理导航器中找到solution」，展开结构，

模态1,双击位移节点，可以看到节点的位移变化情况。

结果-后处理->编辑后处理视图-边和面中把边设置为无，点击确定查看

效果。

fOGolf_Club_Assem_sim1

15演示-1Solution1NXNastran,N>

-4里结IS

-模态1.0.00242455Hz

-出位移-千点

X

j-Y

Z

幅直

+的旋转一万点

+的应力-单元

+&应力-单元-节点

+£>K作用力-节点

+&反作用力电-宕点

+2.0.00166839Hz

+模态3,0.00134364Hz

_+槿木4C.OO12SC7HH,________________

16验证学生验证5

创建石墨材料

结果一回到主页f双击fem文件，文件-保存-另存为

Golf_Club_Assem_fem2.fem,系统提示保存GolfClub_Assemsim2.sim<>

通过复制与编辑Nylon材料记录，创建一个新型的石墨材料。

17演示双击fcm2文件，主页f属性f管理材料。在材料库中找到Nylon,右5

键复制f各向同性材料对话框。材料密度改为L4e-()06kg/mm3；杨氏模量

改为14500MPa(N/mn2),泊松比为0.4；在强度面板设置屈服强度为

UOMPa,极限抗拉强度为165MPa,点击确定。在本地材料列表中选择

Nylon」，右键重命名为Graphite(石墨)回车，关闭。

为石墨创建网格收集器并改变网格颜色

仿照之前9和匚的方法，创建2D收集器Shaftgraphite完成设置，

设置后如下左图。

-Q*2D收集器-旧份2D收集器

演示

-0^]Shaftsteel□崎Shaftsteel

2d_mesh(1)-5略Shaftgraphite

崎Shaftgraphite0^2d_mesh(1)

将2dmesh(l)直接拖放到下面的shaftgraphite节点上即可，上右图效

果。保存操作。

□平直应变

石星

0期材料1代替材料2

0使庠材料1代替材料3

曲4无

默认厚度1.5mm,▼

查看材料

在导航器中空白位置右键选择材料视图，点开所有节点可以看到所有

材料、收集器和网格。显示仿真文件，仿照15步骤再次查看结算结果。

方Golf_Club_AssemJem2.fem

器全的港・晶材料

-0(t)Steel

上全部展开-0*1Headsteel

0Z>3d_me$h(1)

崎

军导出至灵莫器Shaftsteel

-Graphite

-0fr\Shaftgraphite

勒,导出至电子表格

0<^2d_mc5h(1)

-0(tlPolycarbonate

|标俶谑-01^Ferrule