NASTRAN12.0中文教程

1MSCNastran/PatranBasicTraining(NAS120p)—线性静力学、模态和屈曲分析MSC上海办事处20122NOTE本教材内容根据MSC标准培训教材NAS120/NAS122/PAT301等资料整理而成由于时间仓促，其中不免有疏漏错误之处，如有疑问，请参见上述标准培训教材和Nastran/Patran帮助文档，并引为准.马越峰2012年5月3与标准NAS120教材的区别●从用户易接受程度考虑，按单元类型调整了讲课顺序，由原来的1D-2D-3D调整为3D-2D-1D的顺序进行讲解。●增加了部分实用建模内容，如处理装配体协调网格，自定义梁截面，梁单元方向和偏置设置，各类单元混合建模方法等。●减少了讲师实际操作演示的部分内容，突出关键操作，配以Patran界面说明。●相比标准教材，因为减少了讲师演示内容，因此讲解时间有较大弹性，可适用于2天至5天的培训周期。4课程目的和讲课方式●有限元分析方法的基本概念、分析流程●有限元分析方法在Nastran/Patran中的实现–MSCNastran的基本功能–Patran的基本功能●授课方式–50%讲解+50%上机练习●主讲人员基本信息–马越峰(MSC上海办事处)–Tel:[phone]–Email:[e-mail]5课程主要内容1.MSC公司和MSC产品2.有限元基本知识3.用Patran/Nastran进行静力学分析4.Patran/Nastran文件格式5.3维体单元网格建模6.2维壳单元网格建模7.后处理注意事项8.1维单元网格建模9.0维(Scalar)单元网格建模10.各类单元的混合建模11.分组和列表实用操作12.层合材料板分析13.模态和屈曲分析14.附录1：常见错误及解决方法6绪言MSC公司和MSC产品7MSC.Software公司●成立于1963年,总部位于美国洛杉矶，雇员1200多人分布于23个国家●全球最大的CAE公司，广泛的用户群，为全球制造行业提供全面的CAE软件和服务●是业内CAE仿真的领导者和标准,旗舰产品MSC.Nastran，ADAMS●Nastran起源于MSC参与的NASA阿波罗登月项目●提供企业级多学科协同仿真解决方案SDM和工程咨询服务HQ洛杉矶总部PuneMunichTokyoBeijingParisAnnArbor密歇根州安娜堡8全球最早的、具有深刻影响力的十家软件公司1.CTR2.IBM3.ComputerUsageCompany4.ComputerScienceCorp5.MSCSoftware6.AppliedDataSystems,Inc.7.CincomSystems8.Nintendo9.Microsoft10.Apple9MSCSZOffice2002MSCCDOffice1998MSCBJOffice1993MoreSatisfiedCustomersChinaServiceCenter2000MSCSHOffice1999GlobalTechnicalSupportCenter2005MSC中国1010公认的行业标准汽车、空天、船舶、重工11公认的行业标准汽车、空天、船舶、重工(中国区)12MSC.Software产品线SimOfficeMSCNastranPatranMarcXFlowSimManagerSimXpertDytranAdamsFatigueActranEasy5Mvision13MSC公司产品线：世界上最完整的固体CAE产品线固体流体(刚性体)线弹性(强度、振动等)非线性柔性体(大变形、材料等)快速冲击(碰撞、爆炸等)(柔性体)机械/力学学科Adams机构运动Nastran强度/振动Marc非线性Dytran碰撞/流固耦合热学Sinda热/辐射Fatigue疲劳Actran噪声Mvision材料库Patran/SimXpert网格/前后处理器Xflow流/热Easy5控制/液压机构(运动、控制)系统仿真线弹性隐式非线性显式非线性。。。。重机。。。。船舶。。。。航空。。。。航天。。。。汽车。。。。电子。。。。军工。。。。热流热流(热控、流阻等)14有限元分析的基本流程15静力学分析演示案例●Patran/Nastran有限元分析基本流程演示●有限元分析：部件强度分析-装配体强度分析●先讲部件强度16求解器和前后处理器●前处理器：建立有限元模型●求解器：求解方程●后处理器：评估分析结果PatranK·x=f17NASTRAN的历史●1965年MSC和美国NASA一起开发，NAsaSTRucturalAnalysis的缩写●1972年MSC释放第一个商业版本Nastran●广泛应用于各个工程领域●获得FAA(美联邦航空局)论证资格MSCNastran是线性有限元的工业标准！MSCNastran是振动分析的工业标准！18Nastran特点和优势极高的软件可靠性，经过无数工程问题的验证作为工业标准的输入/输出格式和计算结果强大而广泛的软件功能高度灵活的开放式结构•DMAP语言：求解器的二次开发能够有效解决各类大型复杂结构的：强度、刚度、屈曲、共振、动力学、热力学、非线性、噪声、流体-结构耦合、气动弹性、保密模型装配(超单元)、无约束结构静强度、拓扑优化等问题。19Patran完整，统一，先进的框架式FEA建模平台20分析CAD/CAM系统:CATIAIDEASPro/EngineerUnigraphicsSolidEadgSolidWorksAutodeskMDT用户自开发CADANALYSISPreferenceCADAccessLMSCADA-XPreferenceANALYSISMANAGERFATIGUEMSC.PatranLAMINATEMODELERMATERIALSSELECTOR疲劳仿真实验测试分析管理材料选择复合材料设计分析求解器模型载荷及边界条件网格划分图形结果评估帮助系统MSC/MVISION材料数据系统MSC产品:MSC.NastranMSC.DytranMSC.MarcMSC.FLIGHTLOADSADVANCEDFEATHERMALActran第三方产品:ABAQUSANSYSSYSNOISESINDA用户自行开发CAE的最佳前后处理器21帮助文档和参考书目●Nastran帮助文档–在C:\MSC.Software\MSC_Nastran\20121\msc20121\Doc\pdf_nastran文件夹下–qrg.pdf●Patran帮助文档安装盘(patran_2012_windows_doc.exe)安装完成后可以通过F1进入帮助文档●系统常用设置-关联设置●Patran和Nastran关联①用文本编辑器打开C:\MSC.Software\Patran_x64\20121\P3_TRANS.INI修改相应版本Nastran的路径②Patran提交计算时修改anasysis-Translationparameters-MSCnastranversion③否则会出现错误(errno=2)①②③24系统常用设置-Nastran的设置●用文本编辑器编辑文件C:\MSC.Software\MSC_Nastran\20121\conf\NAST20121.rcf−Buffzise有利于nastran的I/O，推荐值见下表−Sdir文件夹用于存储Nastan计算过程中的临时文件，需要比较大的空间。如果rcf文件中没有定义sdir的位置，则Nastran计算会自动终止而没有任何报错信息。−Old关键字可以控制nastran重命名或者删除已经存在的计算文件(如f06.，f06.1，f06.2，f06.3…)−Msgbell关键词控制nastran计算结束时是否发出“嘀嘀”的提醒声25其它有用设置●Nastran和Patran工作路径说明–不使用空格和中文字符–建议以下命名形式–project_abc/ProjectAbc/project.abc●Patran自定义材料库的位置–C:\MSC.Software\Patran_x64\20121\shareware\msc\unsupported\utilities\data_files\bv_material_data26如何获取License授权：通过FLEXlm●License授权设置：客户端设置系统环境变量–变量名MSC_LICENSE_FILE–变量值27500@hostname●License授权设置：服务器端启动FLEXlm的License服务客户端服务器Software(e.g.Nastran/Patran)FLEXlmTCP/IPPort=27500服务器防火墙License文件log文件27静力学分析受训者自己动手做一个3维单元的静力学分析28分析流程●前处理器5步曲：①导入CAD模型②Meshing划分网格③Material材料属性④Property物理属性⑤Loadcase:BC/LOAD工况：边界和载荷●求解设置和分析：–选择求解类型●后处理器：–查看结果29关于B.C/Load的说明●约束和载荷可以施加在几何(Geometry)上，也可以施加在网格节点或者单元(FEM)上。●传统做法是将约束和载荷施加在FEM上。●比较方便的做法是施加在几何上：–网格重划分不影响约束和载荷，–好处：只要几何不变，约束和载荷就一直可以使用●施加在几何上的约束和载荷最终都会由Patran转化为FEM上的载荷30Patran用户界面和主要操作31PATRAN图形用户界面下面给出了用于Windows和Unix平台的Patran用户界面(GUI)。除了色彩设计和图标的分布不太一样外,其主要部分是一样的。以后的练习材料在WindowsGUI下进行。32Patran的WINDOWS用户界面33菜单栏工具栏历史窗口命令行状态图标静态的绿色的表示Patran等待用户输入旋转的蓝色的表示Patran正在执行一个可以使用abort图标立即停止的程序旋转的红色的表示Patran正在执行一个不能被打断的程序应用表格主菜单34文件保存打印复制到剪切板Undo–取消上一步操作Abort–终止正在运行的程序操作图像复位图形刷新显示和视图按钮打开最近的文献主菜单(续)35显示模式当前组当前视窗数据库(文件)名称视窗36ActionObjectMethod选择菜单(过滤按钮)应用窗口37典型的过滤菜单过滤菜单只有当鼠标光标处在选择数据框中的时候才出现。多变形拾取任何一点仅拾取几何点仅拾取节点曲线交点曲线上的点几何体角点线面交点面上的点屏幕某位置点只选取可见元素默认拾取过滤ConstructionFilterConstruction使用过滤菜单拾取（续）38典型的过滤菜单(续)选择过滤菜单中的图标会带出另外的选取菜单Sub-menuindicatorsandreturnCurveorEdge(ofsurface)Curve(noedges)Edge(nocurves)TwoPoints(definesastraightcurve)CurveSegmentSurfaceIntersect使用过滤菜单拾取（续）39拾取可见元素当模型以线隐藏方式或喧嚷方式显示时，只有看得见的元素才能被选中拾取可见元素的例子仅选择模型外部六面体单元的自由面旋转模型绕Z轴转动180度,重复操作使用过滤菜单拾取（续）40拾取可见元素(续)当选择可见元素选择过滤菜单时会出现以下信息可见元素选择过滤菜单激活后将一直保持激活状态，直到用户取消此菜单设置如果不需要，记住关掉此菜单设置使用过滤菜单拾取（续）41套按钮是一个选择/取消转换开关数据框用于输入数据在需要的地方点击鼠标,就可以输入数据也可以编辑已有数据”...”表示点击此按钮将展开一个子窗口Apply执行操作连字符表示取消这个操作需要在