1.2 认识NX有限元分析工作界面
1.2.1 认识NXCAD环境界面
启动NX11.0，进入NX界面，可以创建新的文件（CAD模型或者CAE模型）或者打开现有文件，单击工具栏中的【打开】
图标，在个人计算机文件目录中选中待分析的CAD模型（举例打开本书第2章的底座模型，此处模型名称为：M0100_底座），确认后进入NX 11.0建模主界面，如图1-2所示。
图1-2 NX 11.0建模主界面
提示
进入高级仿真之前，先检查模型上的一些细节特征，比如圆角、倒斜角、小孔等，如果确认它们对模型解算结果和性能指标的影响微乎其微，可以在建模环境中利用同步建模等工具，将小细节特征进行删除或者编辑。
但是建议：对模型进行有限元分析时，一般不允许破坏其设计特征（即保留主模型的特征及其参数），所以删除或者抑制模型的细节特征，应尽量放在理想化环境中进行相关操作。
单击功能菜单栏上的【应用模块】，观察工具栏中的图标和命令发生的变化，单击【前/后处理】
图标，进入图1-3所示的前/后处理空白界面。
图1-3 NX 11.0前/后处理空白界面
单击仿真导航器窗口的【M0100_底座.prt】，右击弹出图1-4所示的菜单，单击其中的【新建FEM】，弹出图1-5所示的【新建部件文件】对话框，默认【NX Nastran】模板，默认生成的模型名称【M0100_底座_fem1.fem】，其格式和扩展名发生了变化；根据需要单击【文件夹】下拉列表右侧的
按钮，选择模型文件的存放路径，单击【确定】按钮。
图1-4 新建FEM菜单
图1-5 【新建部件文件】对话框
提示
仿真导航器可在CAE模型中以图形化、交互式、层次结构树的形式显示文件相互的从属或者并列关系。仿真导航7器中适用于节点的命令是上下文关联的，并且可能因所选求解器和分析类型而异。右键单击结构树中的任何节点，即可查看该节点的命令。
弹出图1-6所示的【新建FEM】对话框，观察对话框中的【FEM名称】【理想化部件名称】（注意和FEM模型名称的区别）和求解器环境中的【求解器】【分析类型】，默认对话框中所有的选项，单击【确定】按钮，即可进入FEM环境界面。
图1-6 【新建FEM】对话框
1.2.2 认识NXFEM环境界面
1）如图1-7所示即为FEM环境的主界面，工具栏菜单主要包括【关联】【属性】【多边形几何体】【网格】【连接】【检查和信息】【实用工具】7个功能模块，每个模块又包括若干个具体的操作命令。其中，最为常用的功能模块为【属性】【网格】【连接】【检查和信息】。
图1-7 FEM环境主界面
2）注意仿真导航器窗口的变化，单击其特征树下节点【M0100_底座_fem1.fem】和【多边形几何体】前面的加号，展示出所有的特征和节点，观察相互之间的从属关系。显然，导航器窗口采用结构树形式描述出各个模型文件（特征、节点和历史记录）的结构关系，便于对操作历史记录进行合理分类，以及后续的查找和使用。
3）在FEM环境中可以完成定义材料（指派材料）、定义物理属性、定义网格收集器、网格划分和检查单元质量等操作步骤；如果分析对象为装配组件，可以进一步通过网格配对、1D连接、螺栓连接、焊接网格和面接触等命令，实现零件与零件之间的连接或者接触，完成构建FEM模型的所有工作。
1.2.3 认识NX理想化环境界面
如果主模型中的细节特征或者几何要素对整个分析结果影响不大，那么可以使用NX高级仿真提供的理想化环境，对此类的几何结构进行抑制或者删除，如图1-8所示，单击理想化模型【M0100_底座_fem1_i.prt】，右键单击弹出的【设为显示部件】，即可进入理想化模型环境，在构建FEM模型之前对主模型中的相关细节特征进行处理。
图1-8 进入理想化环境的操作
1）弹出图1-9所示的【理想化部件警告】对话框，勾选其中的【不再显示此消息】复选框，并单击【确定】按钮。
图1-9 【理想化部件警告】对话框
2）进入图1-10所示的理想化环境主界面，单击工具栏中的【提升】
按钮，弹出【提升体】对话框，在工作窗口中单击底座模型，单击【确定】按钮，该操作完成了对主模型的复制，而复制的模型（可以称之为理想化模型的原型）允许进一步对细节特征和其他几何结构进行编辑或者删除。
图1-10 理想化环境主界面
提示
在理想化环境中必须对CAD主模型进行提升体或者几何链接操作，是符合CAE工程师不具备对主模型进行修改权限的产品设计规定。
3）简单举例：利用工具栏中的【删除面】命令，对底座上小尺寸圆角特征（圆角半径小于2mm）进行删除，如图1-11所示为处理前后的模型对比，具体操作不再赘述。
图1-11 模型处理前后的对比
a）提升体模型b）理想化处理后的模型
4）在仿真导航器窗口，单击【M0100_底座_fem1i.prt】，右键依次展开【显示FEM】和【M0100_底座_fem1.fem】选项，如图1-12所示，单击【M0100_底座_fem1.fem】，弹出【CAE多边形体更新日志】信息对话框并关闭，即可完成理想化模型处理任务，切换至FEM模型环境。
图1-12 从理想化环境切换至FEM环境的操作
1.2.4 认识NXSIM环境界面
1）在FEM环境中完成指派材料、定义物理属性、定义网格收集器、网格划分和检查单元质量等操作任务，具体操作不再赘述。
2）观察仿真导航器窗口中特征树及其各个子节点以及相互之间从属关系的变化，如图1-13所示，单击【M0100_底座_fem1.fem】，右击弹出的【新建仿真】
命令。
图1-13 从FEM环境新建SIM模型的操作
3）弹出【新建部件文件】对话框，默认【NX Nastran】求解器，默认新建SIM模型名称【M0100_底座_sim1.sim】，设置模型文件的存放路径，单击对话框中的【确定】按钮。
4）弹出图1-14所示的【新建仿真】对话框，默认所有选项，单击对话框中的【确定】按钮。
图1-14 新建仿真对话框
5）弹出图1-15所示的【解算方案】对话框，默认所有选项及其相关参数，单击对话框中的【确定】按钮。
图1-15 【解算方案】对话框
6）如图1-16所示即为SIM环境的主界面，工具栏菜单主要包括【关联】【属性】【载荷和条件】【解算方案】【检查和管理】【实用工具】6个功能模块，每个模块又包括若干个具体的操作命令。其中，最为常用的功能模块为【载荷和条件】。
图1-16 SIM环境主界面
7）注意仿真导航器窗口特征节点的变化，如图1-17所示展示了新建的第1个解算方案【Solution 1】及其各个子节点，其中【仿真对象】用于对装配模型的零件进行面面胶合、边面胶合和面面接触等连接处理；【约束】用于对模型施加各类边界约束条件（比如固定约束、简支约束等）；子工况【Subcase-Stati cLoads 1】作为第1解算方案中的第1个静态载荷工况，其子节点【载荷】用于对模型施加各类载荷（比如力、压力等）；观察到【结果】下的节点【Structural】处于灰色状态（完成定义边界条件和载荷条件并求解成功后，才呈现亮色）。
图1-17 SIM环境中仿真导航器窗口的各个特征节点
a）组合FEM文件（包含FEM模型、理想化模型和网格体等）b）关联的CAD几何体c）网格收集器和网格体d）仿真对象、约束和载荷e）解算方案和结果
提示
对一个SIM模型可以进行创建多个Solution解算方案，为了辨认方便，可以对多个解算方案进行重命名操作，同样可以对各个特征节点进行重命名操作。
对于多个解算方案，如果需要对其中某一个解算方案进行编辑操作，需要采用激活命令，且处于激活状态的解算方案以蓝色字体显示。
8）简单举例：利用工具栏中【载荷和条件】的相关命令，对底座模型施加边界约束条件和相关载荷，如图1-18所示为施加边界条件前后模型的对比，具体操作不再赘述。完成施加边界条件（施加约束、载荷和仿真对象等）之后，即可进入求解解算方案的操作。
图1-18 施加边界条件前后模型的对比
a）FEM模型（网格模型）b）SIM模型
1.2.5 认识NX解算方案求解环境界面
1）如图1-19所示，单击仿真导航器窗口中的【Solution 1】，右键弹出菜单单击【求解】
命令。也可以单击工具栏【解算方案】中的【求解】
按钮。
图1-19 求解操作步骤
2）弹出图1-20所示的【求解】对话框，默认其选型，单击【确定】按钮。
图1-20 【求解】对话框
3）依次弹出图1-21所示的求解【信息】对话框，查看有关【错误汇总】信息；弹出图1-22所示的【Solution Monitor】（解算方案监视）对话框；弹出图1-23所示的【Review Results】（查看和核对结果）对话框；弹出图1-24所示的【分析作业监视】对话框，稍等其列表框内出现【完成】字样，即可依次关闭上述4个对话框。
图1-21 求解【信息】对话框
图1-22 【Solution Monitor】（解算方案监视）对话框
图1-23 【Revirw Results】（查看和核对结果）对话框
图1-24 【分析作业监视】对话框
4）如图1-25所示，单击仿真导航器窗口【结果】的子节点【Structural】，右键单击出现【打开】选项，或者直接双击【Structural】，即可进入后处理环境主界面。
图1-25 打开结果操作
1.2.6 认识NX后处理环境界面
1）如图1-26所示即为后处理环境的主界面，工具栏菜单主要包括【关联】【布局】【后处理】【动画】【操作】【XY图】6个功能模块，每个模块又包括若干个具体的操作命令。其中，最为常用的功能模块为【后处理】和【动画】。
图1-26 后处理界面
2）在资源条上，【后处理导航器】
图标被激活，【仿真导航器】
图标处于待激活状态，根据操作任务的需求，两者之间可以切换。
3）在后处理导航器窗口，依次单击【结构】选型的加号、【位移-节点】的加号，如果需要查看Z方向某节点变形位移，如图1-27所示，右键单击【Z】弹出【绘图】
选项，或者双击【Z】，在仿真导航器窗口的【查看窗口】新增一个【云图】特征节点，展开【Post View】及其子节点【3D单元】和【注释】，勾选【注释】的子节点【Maximum】和【Minimum】。
图1-27 绘图操作及其云图节点
在如图1-28所示的工作窗口中出现位移云图，其基本格式由模型（单元变形和光顺颜色显示）、文件头、颜色数值条和最大值/最小值注释等组成，其中颜色条和模型的颜色相对应，从而判断模型上相应结果的数值，进一步精确查看后处理模型单元或者节点的数值，或者查看其他结果类型（比如应力或者反作用力）及其操作，在后面章节中再对此详细介绍。
图1-28 位移-节点云图及其基本格式
1.2.7 认识NX分析报告界面
1）单击仿真导航器窗口中的【Solution 1】，右键弹出菜单并选择【创建报告】命令，也可以单击工具栏【解算方案】中的【创建报告】按钮，弹出【在站点中显示模板文件】对话框，可以单击并选中其中的模板文件【SPLM_Demo_ReportTemplate_01】，单击【OK】按钮。
2）单击资源条的【仿真导航器】图标，在仿真导航器窗口新增了分析报告的相关节点，根据需要可以对相关选项进行编辑，如图1-29所示。
图1-29 报告及其各个节点（允许对其内容进行编辑）
3）完成编辑后单击【报告】，右键单击弹出的【Publish Report】，如图1-30所示。弹出【指定新的报告文档名称】对话框，在【文件名】中输入报告名称并默认文件类型，单击【OK】按钮即可生成一份规范的分析报告。
图1-30 公布报告操作
1.2.8 认识退出各级文件的操作方法
1）在后处理环境界面，单击工具栏【关联】中的【返回到模型】
按钮，同时单击资源条中的【仿真导航器】
按钮，即可切换到SIM环境界面。
2）同样，单击仿真导航器窗口的【M0100底座fem1.fem】并右键单击弹出的【设为显示部件】，即可切换到FEM环境界面；单击仿真导航器窗口的【M0100_底座_fem1_i.prt】并右键单击弹出的【设为显示部件】，即可切换到理想化模型环境界面；单击仿真导航器窗口的【M0100_底座.prt】并右键单击弹出的【设为显示部件】切换高级仿真空白界面，进一步单击主菜单中的【应用模块】及其出现的【建模】
按钮，即可切换到NX建模的主界面。
1.2.9 认识打开各级文件及的操作方法
1）启动NX11.0，进入NX空白界面，单击工具栏中的【打开】
按钮，弹出【打开】对话框，选择文件所在的路径及其文件夹，根据操作需要，切换【文件类型】，比如切换【文件类型】为仿真文件（*.sim），选择前面完成的【M0100_底座fem1_sim1】文件，单击【OK】按钮，即可进入到SIM环境界面。
2）查看仿真导航器窗口中的状态栏，根据需要可以对未加载的文件进行加载操作；同时按照上述方法，可以在建模环境、理想化环境、FEM环境中进行相互切换，对相关特征或者节点进行编辑或者补充。
提示
在FEM环境中对网格和单元类型进行编辑，需要进行更新操作，或者在SIM环境中对边界条件进行编辑，对解算方案参数进行编辑等，最终需要对解算方案重新进行求解。
1.2.10 认识NX有限元结果文件
分析对象以名称为AAA.prt模型为例，从建模开始到分析结束，会在相应的文件夹内生成不同类型的输入和输出文件，各个文件类型及其含义见表1-1。
表1-1 各个文件类型及其含义
提示
解算方案求解失败或者无法生成结果，可以用记事本打开F06文件，查找【fatal】关键词，一般可以根据提示信息，查找出操作失败的原因。
结果文件会占用计算机的存储容量，有些文件可以删除，比如DAT、LOG、F04等；而OP2文件是最为完整的后处理和结果数据文件，则不能删除。