Nastran静力分析4-5章

第4章执行控制与情况控制典型Nastran输入文件执行控制语句执行控制语句(1)该段语句用自由格式书写(2)执行控制段基本功能a)识别作业b)选择分析类型c)设置允许CPU时间d)输出诊断信息e)设定用户编写的DMAP系列ID语句是可选的，其作用为识别作业;必须为执行控制段第一条语句ID语句格式为：IDi1，i2其中，i1和i2为字符串，i1可为1至8个字符串，i2可为任何长度的字符串。每一字符串以字母开头ID语句SOL语句SOL语句是必须，用于选择分析类型（求解系列）SOL语句格式为：SOLn其中，n是识别解法类型的正整数或解法系列的字符名如：SOL101(或SOLSESTATIC)，即线性静力分析；SOL103（模态分析）和SOL105（屈曲分析）等Time语句是可选的，设置昀大CPU时间和作业I/O时间它格式为：TIMEt1,t2其中，t1为昀大允许CPU执行时间，以分计（实数或整数，缺省值为1分钟）；t2为昀大允许I/O时间，以秒计（缺省值是无限大）TIME语句CEND语句GEND语句必须，作用是作为执行控制段的结束（情况控制段的开始）格式为：CEND一个简单模型线性静力分析执行控制段IDSIMPLE,MODELSOL101TIME5CEND例子SOL号SOL名说明101SESTATIC包括如下选择的静力分析：线性热传导、替代减缩、惯性卸载、设计敏度（静力）103SEMODES正则模态含设计敏度（模态）105SEBUCKL屈曲分析含静力分析、设计敏度（屈曲）106NLSTATIC非线性静力分析107SEDCEIG直接复特征值分析108SEDFREQ直接频率响应109SETRAN直接瞬态响应110SEMCEIG模态复特征值分析111SEMFREQ模态频率响应112SEMTRAN模态瞬态响应114CYCSTATX循环对称静力，含替代减缩115CYCMODE循环对称正则模态118CYCFREQ循环对称直接频率响应129NLTRAN非线性瞬态响应144AESTAT静力气弹响应145SEFLUTTR气动颤振146SEAERO气弹响应153NLHEAT稳态非线性热传导159TRHEAT瞬态热传导190DBTRANS数据库变换200DESOPT优化设计MSC/NASTRAN结构化求解序列情况控制指令情况控制段是MSC/NASTRAN输入文件必须部分跟在执行控制段(CEND)后，在模型数据集(BEGINBULK)前基本功能：选取载荷与约束条件等模型数据；选取输出结果；定义子情况;情况控制指令均用自由格式书写输出选择TITLE={任何BCD数据}SUBTITLE={任何BCD数据}LABEL={任何BCD数据}TITLE、SUBTITLE和LABEL分别定义输出每页第一行、第二行和第三行标题。ECHO=SORT，打印分好类的模型数据；=UNSORT，打印未分类的模型数据；=BOTH，打印分类和未分类两种数据；=NONE，不打印模型数据；=PUNCH将分类模型数据记入穿孔文件。nALL)LACEMENT(DISP　　　输出一组（n）或全部结点的位移nALL)FORCE(ELFORCE　　　或　选取一组（n）或全部结构单元的单元力输出nALLSTRAIN　　选取一组（n）或全部板单元或体单元的应变输出nALLESE　　输出一组（n）或全部单元的应变能nALL)STRESS(ELSTRESS　　　或　选取一组（n）或全部结构单元的应力输出nALLGPFORCE　　要求一组（n）或全部结点的平衡力输出nALLGPSTRESS　　　选取一组（n）或全部结点的应力输出nALLOLOAD　　请求一组（n）或全部作用载荷的输出nALLSPCFORCE　　要求一组（n）或全部结点单点约束力输出SETn={i1[,i2,i3,THRUi4,EXCEPTi5,i6,i7,i8,THRUi9]}定义一组输出请求中使用的结点号或单元号，用于得到输出量的部份选择输出例如：SET1=3，4，7，9，11SET5=2，9，15，THRU21，33DISP=1FORCE=1STRESS=5GPFORCE=all对于该例题，表示输出下列内容：结点3、4、7、9和11的位移；单元3、4、7、9和11的力；单元2、9、15至21和33的应力;全部节点的约束反力。数据选择LOAD=n选取静力载荷条件(集中载荷或分布载荷)，n与模型数据卡（FORCE、MOMENT和PLOAD等）标识号相对应。DEFORM=n选取初始单元强迫变形，n与模型数据卡DEFORM标识号相对应。SPC=n选取单点约束，n与模型数据卡(SPC、SPC1或SPCADD)标识号相对应。MPC=n选取多点约束，n与模型数据卡(MPC或MPCADD)标识号相对应。TEMP（LOAD）=n选取由模型数据卡（TEMP或TEMPD）定义的温度载荷。METHOD=n选取特征值提取方法，n与模型数据卡(EIGR、EIGRL或EIGB)标识号相对应。子情况定义SUBCASEn定义和标识一个子情况。n为子情况的标识号，由用户指定的任何整数，但必须满足由上至下的子情况号是依次递增。SUBCOMn定义和标识一个线性组合子情况。SUBSEQ=R1[,R2,R3,…Rn]定义线性组合情况的系数，R1至Rn为SUBSOEQ卡前出现的1至n个子情况的系数（实数）。下面给出一个3种载荷子情况及其组合的例题。SUBCASE1SUBTITLE=DeadLoadLOAD=10SUBCASE2SUBTITLE=NWwindLoadLOAD=20SUBCASE3SUBTITLE=SWWindLoadLOAD=30SUBCOM10SUBTITLE=LoadCombination1LABLE=DeadLoad+NWWindSUBSEQ=1.0,1.0,0.0SUBCOM20SUBTITLE=LoadCombination2LABLE=DeadLoad+(-)1.5SWWindSUBSEQ=1.0,0.0,-1.5SYMn定义一个对称子情况，n为子情况标识号。SYMCOMn定义和标识一个对称组合子情况。SYMSEQ=R1[,R2,R3,…Rn]定义对称组合子情况中1至n被组合子情况的系数。REPCASEn定义和标识一个重复的子情况。一般用于对前面实际子情况提出另外的输出请求。MODES=n用于特征值问题中，重复N个连续模态的同样输出。n为模态数，由第一个开始并依次处理，为此需定义子情况。第5章结点与坐标系结点结点用于定义结构几何;每一结点有6个自由度（DOF）：三个移动分量(1、2、3）与三个转动分量（4、5、6）。结点六个自由度以1，2，3，4，5和6标明结点的位移分量与自由度的关系表示为结点模型数据“卡”GRID格式名称内容ID结点号(0整数106)CP定义结点坐标的坐标系号(整数≥0，或空格)X1，X2，X3结点在坐标系CP中的位置(坐标值)（实数，缺省值为0.0）CD定义结点的位移、自由度、约束和解向量的坐标系号。（整数≥-1或空格）PS与该结点相关的永久单点约束（由1至6组成的无嵌入空格的任何整数，或空格）SEID超单元标识号（整数≥0，缺省值为0）字域4至6中X1，X2和X3在不同坐标系中对应量如下：类型X1X2X3直角XYZ柱面Rθ（度）Z球面Rθ（度）φ（度）字域8中PS施加结点任何自由度方向的约束；字域9仅用于超单元分析标量点标量点是空间的一个点，仅具有一个自由度标量点不需任何空间坐标系来定义标量点用于表示非结构特性，如相对位移、梁元翘曲影响等标量点用SPOINT“卡”定义，格式如下：名称内容IDi标量点标识号坐标系基本坐标系MSC/NASTRAN有一种固定直角坐标系，称为基本坐标系;所有坐标系都有坐标系识别号（CID），基本坐标系坐标系识别号为零或空用户定义局部坐标系时，基本坐标系是参考坐标系局部坐标系MSC/NASTRAN提供定义局部坐标系的六种模型数据卡每一局部坐标系直接或间接与基本坐标系相关六种选择是：CORD1RCORD2R直角坐标系CORD1CCORD2C柱坐标系CORD1SCORD2S球坐标系｝｝｝CORD1R、CORD1C和CORD1S是用三个结点定义局部坐标系，模型修改，该参考结点位置改变，局部坐标系定向亦改变CORD2R、CORD2C和CORD2S是用三点定义局部坐标系CORD2C卡格式如下名称内容CID坐标系识别号（整数0）RID定义Ai，Bi和Ci的坐标系识别号（整数≥0，缺省值为零，指基本坐标系）Ai，Bi，Ci在RID坐标系中三点的坐标（实数）xCAθRyzBpz点（A1，A2，A3）,（B1，B2，B3）和（C1，C2，C3）非共线的任何坐标系中，角度输入按度表示，输出（如转动位移）以弧度表示例题一半圆顶拱。为方便结点位移输出，将3至7点建立局部坐标系采用柱坐标系，标识号为100,定义为各结点定义如下结点3至7采用（r，θ，Z）坐标，r=15.0时，θ从30°（结点7）至150°（结点3）变化。所有结点的输出采用基本坐标系，因为在字域7（CD）是空第6章基本单元库概述基本MSC/NASTRAN单元标量单元线单元面单元体线单元刚性单元标量弹簧元CELASi(i=1,2,3,4)标量质量元CMASSi(I=1,2,3,4)CRODCONRODCTUBECBARCBEAMCBENDCQUAD4CQUAD8CTRIA3CTRIA6CSHEARCHEXACPENTACTETRACTRIAX6约束元RRPDRBARRBEi(i=1,2,3)RTRPLTRSPLINE质量元CONM2一般单元GENEL标量单元标量单元，也称0维单元所有标量单元都在结构模型两个自由度间或一个自由度和“地面”间来定义标量单元刚度由用户直接定义，静力分析中的标量单元如下：标量弹簧单元：CELAS1，CELAS2，CELAS3，CELAS4；标量质量单元：CMASS1，CMASS2，CMASS3，CMASS4四种形式标量弹簧元，格式如下：名称内容EID唯一的单元标识号(整数0)K标量弹簧的刚度(实数)PID性质卡PELAS的标识号（整数0）G1，G2几何结点或标量点标识号(整数≥0)C1，C2分量号(0≤整数≤6，如果为标量，为零或空)S1，S2标量点标识号（整数0）GE阻尼系数(实数)S应力系数(实数)CELAS1和CELAS3性质卡格式名称内容PIDi性质卡标识号(整数0)Ki弹簧刚度值(实数)GEi阻尼系数（整数）Si应力系数(整数)例题问题：弹簧一端固定，另一端受10磅轴力，弹簧轴向刚度(K)为100磅/英寸，求：结点1202位移模型数据卡为NASTRAN101静力分析中，PARAM，AUTOSPC可自动约束不相关自由度阻尼(第8字场GE)不适于静力分析，未计入第9字场应力系数S是可选，用关系式（P为作用载荷），直接计算弹簧应力将CELAS2卡上G1和G2顺序倒过来，则单元力的符号也反号部分输出结果PS线单元线单元，也称一维单元，用于表示杆和梁性质；杆单元支持拉、压和轴向扭转，但不允许弯曲；梁单元则包括弯曲，MSC/NASTRAN有三种梁元；CBAR简单梁元，梁剖面剪心和形心吻合，不能用于具有翘曲的梁CBEAM复杂梁元，具有CBAR的全部能力，允许锥形剖面性质，非吻合的形心和剪心，以及剖面的翘曲;CBEND常曲率半径简单曲梁元杆单元(CONROD)CONROD单元，连接两结点，允许承受轴向力和绕轴向的扭转不需性质卡，定义多个不同性质杆单元CONROD格式内容EID单元标识号(整数0)。G1，G2单元结点标识号(整数0，G1≠G2)。MID材料标识号(整数0)A杆的面积(实数)J扭转常数(实数)C扭转应力系数(实数)NSM单位长度非结构质量(实数)扭转应力系数C用于计算扭矩引起的扭转应力JMC杆单元(CROD)CROD单元同CONROD单元CROD有单独的性质卡(PROD