nastran动力学培训
看板网Nastran有限元分析课程内容
看板网Nastran有限元分析课程内容由于Nastran极高的软件可靠性、优秀的软件品质、作为工业标准的输入/输出格式、强大的软件功能、高度灵活的开放式结构和无限的解题能力等六大优势所以被广泛应用于机械、汽车、家电、电子产品、家具、建筑、医学骨科等产品设计及研发。
Nastran分析功能主要有动力学分析、正则模态分析、复特征值分析、瞬态响应分析(时间-历程分析)、随机振动分析、响应谱分析、频率响应分析和声学分析等八大分析功能。
Nastran有限元分析的作用是确保产品设计的安全合理性，同时采用优化设计，找出产品设计最佳方案，降低材料的消耗或成本;在产品制造或工程施工前预先发现潜在的问题;模拟各种试验方案，减少试验时间和经费;是产品设计研发的核心技术。
那么我们要学习Nastran有限元分析我们应该学哪些内容呢？以下是看板网根据超过十年的Nastran项目经验和Nastran培训经验，根据社会需求，根据企业和个人的需求，做出了以下Nastran有限元分析课程内容；一、课程大纲：1.静力分析1)具有惯性释放的静力分析2)非线性静力分析2.屈曲分析3.动力学分析1)随机振动分析2)正则模态分析3)复特征值分析4)瞬态响应分析(时间-历程分析)5)响应谱分析6)频率响应分析7)声学分析4.非线性分析1)非线性静力分析2)非线性静力分析3)非线性边界(接触问题)4)非线性瞬态分析5)非线性单元5.热传导分析1)线性/非线性稳态热传导分析2)线性/非线性瞬态热传导分析3)相变分析4)热控分析6.空气动力弹性及颤振分析1)静动气弹响应分析二、Nastran的自适应早在1986年MSC公司就开发出了P单元算法,命名为MSC.PROBE,历经十多年的应用和改进而完善,该算法正逐步移入MSC.NASTRAN中。
H-法是我们在以往有限元分析中经常使用的算法,其特点是适用于大多数分析类型,对于高应力区往往要通过网格的不断加密细化来满足分析精度。
NASTRAN_动力分析指南
NASTRAN_动⼒分析指南第⼀章动⼒学分析⽅法及NX NASTRAN基本使⽤介绍1.1 有限元分析⽅法介绍计算机软硬件技术的迅猛发展，给⼯程分析、科学研究以⾄⼈类社会带来急剧的⾰命性变化，数值模拟即为这⼀技术⾰命在⼯程分析、设计和科学研究中的具体表现。
数值模拟技术通过汲取当今计算数学、⼒学、计算机图形学和计算机硬件发展的最新成果，根据不同⾏业的需求，不断扩充、更新和完善。
近三⼗年来，计算机计算能⼒的飞速提⾼和数值计算技术的长⾜进步，诞⽣了商业化的有限元数值分析软件，并发展成为⼀门专门的学科－计算机辅助⼯程CAE（Computer Aided Engineering）。
这些商品化的CAE软件具有越来越⼈性化的操作界⾯和易⽤性，使得这⼀⼯具的使⽤者由学校或研究所的专业⼈员逐步扩展到企业的产品设计⼈员或分析⼈员，CAE在各个⼯业领域的应⽤也得到不断普及并逐步向纵深发展，CAE⼯程仿真在⼯业设计中的作⽤变得⽇益重要。
许多⾏业中已经将CAE分析⽅法和计算要求设置在产品研发流程中，作为产品上市前必不可少的环节。
CAE仿真在产品开发、研制与设计及科学研究中已显⽰出明显的优越性：●CAE仿真可有效缩短新产品的开发研究周期；●虚拟样机的引⼊减少了实物样机的试验次数；●⼤幅度地降低产品研发成本；●在精确的分析结果指导下制造出⾼质量的产品；●能够快速的对设计变更作出反应；●能充分的和CAD模型相结合并对不同类型的问题进⾏分析；●能够精确的预测出产品的性能；●增加产品和⼯程的可靠性；●采⽤优化设计，降低材料的消耗或成本；●在产品制造或⼯程施⼯前预先发现潜在的问题；●模拟各种试验⽅案，减少试验时间和经费；●进⾏机械事故分析，查找事故原因；●等等当前流⾏的商业化CAE软件有很多种，国际上早20世纪在50年代末、60年代初就投⼊⼤量的⼈⼒和物⼒开发具有强⼤功能的有限元分析程序。
其中最为著名的是由美国国家宇航局（NASA）在1965年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。
NAstran_DMAP培训资料
打印输出OUTPUTPrinted OUTPUT
How to get information into the program
– 如何读写矩阵
– 用标准输出打印输出数据Calculating and printing data using standard output
How to read and write Matrices
有效参数类型如下Allowable Types of Parameter are as follows:
– 整型Integer ，(I) - 1 – 单精度实型 (RS) Real-single precision ， - 1.23 – 双精度实型Real-double precision (RD) - 1.23D-01 – 单精度复型Complex-single precision， (CS) - (1.0,.12)= 1. + .12i – 双精度复型Complex-double (CD) precision - (1.3d3,1.23D04) – 字符型Character ，(Chari) – 其中，i为字符数where i is the number of
information stored in the database (SEID, PEID, MPC, SPC, etc)
Two-Day DMAP Notes prepared 2021/2/27
10 Page 10
参数（续）
Parameters (Cont)
参数是取单值的可变量Parameters are variables with a single value
– 一条重要定理是：输出辆次。通常，一个矩阵或表格用于 输出仅一次。如果要在一个DMAP模块中试图建立一个已 经建立好的矩阵，将出现致“FATAL”信息。An important rule is
MSCNastran操作与实战培训教程分解
MSCNastran操作与实战培训教程分解随着工程技术的不断发展和进步，越来越多的企业开始采用MSCNastran这款优秀的有限元分析软件来进行机电产品的设计及分析，它是目前世界公认的有限元分析软件中最为优秀和实用的一款软件之一。
因此，对于想要真正深入学习MSCNastran软件的人来说，必须要进行一些系统的操作与实战培训，并且对于这个软件的分解也是非常必要的。
MSCNastran的操作教程1.软件的安装首先要进行的操作就是把MSCNastran软件进行安装，因此，在进行安装操作的时候，首先要确认自己的电脑是否符合安装的要求，再选择合适的安装路径，最后根据安装向导进行安装。
2.软件的集成安装完成后，需要运行MSCNastran软件并将其集成到自己的工程中，这个过程需要掌握软件的使用方法、操作步骤、及相关问题的解决方案等。
3.进行模型的建立建立模型是一项非常重要的操作，该操作需要熟知MSCNastran软件的各种建模方法，如块模型法、无限域法、及高级建模技术等，并对这些方法进行深入理解与掌握。
4.进行单元网格的划分模型创建完成后，需要进行单元网格的划分，这个过程必须要掌握MSCNastran中单元网格划分的方法及相关的技术。
5.进行分析的设置分析的设置是在进行有限元分析前必须进行的操作，需要按照一定的流程和步骤进行分析的设置，并对其进行相关的参数配置，使之达到最理想的分析效果。
6.进行模型的优化在进行模型优化时，需要掌握MSCNastran的多种优化技术和方法，如模型的形状优化、参数优化、及约束优化等，并根据模型的实际情况进行优化处理。
MSCNastran的实战培训MSCNastran的实战培训是一项非常重要的教学内容，通过实际的操作与实验，可以让学习者更直观地了解软件的操作方法和技巧，并且可以熟悉真实的工程场景，更好的实现软件的应用。
实战教学需要以实际的机电产品为样本，使用MSCNastran软件进行分析和优化处理，让学员通过实际的操作和实验加深对工程实践的认识，掌握软件的实用方法和技巧。
Nastran基础教程01_概述
平的MSC.Patran的开发、发行和支持公司
● MSC.Patran是一个开放的用于主要的有限元分析(FEA)
软件,包括MSC.Nastran 和 MSC.Marc的前后处理程序
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
创建有限单元网格
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 14
STEP 3 -创建分析模型(续.)
约束悬臂板的一条边
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
使用MD Nastran 分析图示的悬臂板结构并且用 手工计算验证分析结果
材料: Steel
● ●
E = 30 x 106 psi n = 0.3
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 9
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 17
STEP 3 -创建分析模型(续.)
定义模型属性.
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
MD Nastran
具有广泛的支持文档 (包括在线百科全书)
Natran官方培训教程Nastran静力分析79章
二维正交异性材料（MAT8）
二维正交异性材料： 平面应力—应变关系
横向应力—横向应变关系
Natran官方培训教程Nastran静力分 析79章
MAT8卡只适用于板（壳）单元，格式如下
名称 MID E1 E2 MU12 G12 G1Z G2Z RHO Ai TREF Xt、Xc
与 G1 结 点 同 一 面 上 的 对 角 结 点 编 号 ， 仅 对 于 体 单 元 CHEXA 和 CPENTA才要求的。对于CPENTA单元的三角面是不要求的。
参考面至底面之距(实数)。
单位面积非结构质量(实数)。
胶接材料允许剪应力(实数>0.0)。
破坏准则识别码（BCD值）：FT = HILL，HILL准则；FT = HOFF， Hoffman准则；FT = TSNI，Tsai-Wu准则；FT =STRN，最大应变破坏准 则。
参考温度(实数)。
叠层排列方式识别码（BCD值）：LAM = SYM，对称铺层，仅需输入半铺 层；LAM为空白，需输入全部层数据。
不同层的标识号ID，各层是以底层为1号依次定义的。
各铺层的厚度(实数)。
每层纵向与单元材料轴的夹角(实数)。
应力或应变输出请求（YES或NO）。
Natran官方培训教程Nastran静力分 析79章
第8章
静力载荷
Natran官方培训教程Nastran静力分 析79章
概述
。 Nastran中，每一类载荷可以单独或以任何线性组合形式施加给结构 集中力和力矩
参考温度(实数)。
分别为纵向拉伸、压缩时的允许应力或允许应变 (实数>0.0)。 分别为横向拉伸、压缩时的允许应力或允许应变 (实数>0.0)。 允许的面内剪切应力或应变(实数>0.0)。
Nastran 基础培训6_基本单元库
第六章Nastran 的基本单元库一、概述1 基本NX NASTRAN 单元使用NX Nastran单元一般需注意以下方面：* 对于模型中的所有单元，都应具有唯一的单元标识号EID。
绝不能按不同单元类型重复使用单元号。
* 单元矩阵的形成与节点排序无关(指单元矩阵中的元素会随着节点排序的改变而自动调整位置)。
* 每个单元有它自己的单元坐标系，这类坐标系是由连接次序或由其他单元数据定义的。
单元的输出量（例如单元力或应力）是以单元坐标系输出的。
* UGS 公司会不断地增强和改善NX Nastran 单元库的质量，因此，用户可以测试计算结果在本软件的序列版本间的变化（对于同样的模型）。
关于NX Nastran 单元的更详细说明可参看《NX Nastran Quick Reference Guide》第5 章。
二、各类单元的简要说明1. 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：CELAS 1，CELAS 2，CELAS 3，CELAS 4；标量质量单元：CMASS 1，CMASS 2，CMASS 3，CMASS 4 四种形式标量弹簧元，格式如下：说明：CELAS 1 和CELAS 3 性质卡(PELSA) 的格式如下：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 的位移：模型数据卡为：* NASTRAN 101 静力分析中，PARAM，AUTOSPC,YSE 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σ= S * P（P 为单元内力），直接计算弹簧应力。
默认为0.0，不计算应力。
* 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：2. 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，NX 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(圆弧) 简单曲梁元(1) 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单元性质卡，定义多个不同性质杆单元CONROD 格式如下：说明：扭转应力系数C 用于计算扭矩引起的扭转应力(2) 杆单元(CROD)* CROD 单元同CONROD 单元* CROD 有单独的性质卡(PROD) 定义多个有同样性质的杆单元时，用CROD 卡。
MSC Nastran 新功能培训
Software has no practical limitation Only based on machine capability
2000 GB
run times (mins)
Number of Grid ID’s
MSC Nastran内嵌振动疲劳
功能 • 同时支持 S-N 和 E-N 分析 • 随机载荷 • 有或无静应力偏移的单输入随机载荷
2016 NEF新增功能
• 损伤和疲劳寿命基于： – 节点应力平均 – 恢复出的表面应力 – 单元节点或中心点应力
• 益处 – 更好地工程应用价值 – 与客户当前工作流程一致
• 输入 – FTGPARM
Solid Model 3D Stress State on Surface
Skinned Model 2D Stress State on Surface
• MSC Nastran 2014 – 焊点SN分析（支持优化） – 焊缝SN分析（支持优化） – 支持多通道RPC文件. – 支持3-Pass NEF运行 – 针对多个MAT1的 MATFTG – 双轴/多轴评估 – 块载荷
焊点和焊缝疲劳支持SOL 101(静力) , SOL 103 (模态) , SOL 112 (模态法 瞬态响应) 和 SOL 200 (优化)
• 保留初始间隙和过盈
• 增加BCONPRG卡片
初始间隙
焊料蠕变和Anand 本构模型
• 在集成电路生产和封装过程中，焊料广泛用于连接不同的芯片或线路，其蠕变 行为对芯片的性能和耐久性有显著影响。
• Anand蠕变模型在IC工业中被广泛采用，用以描述焊料材料的蠕变行为。 • 在现有的SOL 400的粘塑形材料增加了新的选项 (MATVP)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
比例因子
? LSEQ卡
定义作为动态载荷来应用的静态载荷。 通过LOADSET工况控制命令来选中LSEQ模型数据卡 包含一个DAREA卡，以表明是和TLOAD卡一起作用的载荷集。
（续）
静态载荷标识
?例：
与TLOADi中对应
温度载荷标识
（续）
? 该结构受到随时间变化的激励作用：1磅/平方英寸的压力 载荷作用在整个板的表面，以250HZ的频率变化；一个50 磅的力加在顶端的角上，其变化频率也是250HZ，但与压 力载荷有180度的相位差。两个时间的动力载荷都只持续 作用0.008秒。作用g=0.06的结构阻尼，并把它转化为频 率为250HZ的等效粘性阻尼。对该结构进行0.04秒的瞬态 分析。
? TSTEP= 100 $ SELECT INTEGRATION TIME STEPS
（必须）
?$
（续）
? BEGIN BULK
? PARAM, COUPMASS, 1
? PARAM, WTMASS, 0.00259
? $ 3 PERCENT AT 250 HZ. = 1571 RAD/SEC.
? SET 1= 11, 33, 55
? DISPLACEMENT= 1
? SUBCASE 1
? DLOAD= 700 $ SELECT TEMPORAL COMPONENT OF TRANSIENT LOADING （必须）
? LOADSET= 100 $ SELECT SPACIAL DISTRIBUTION OF TRANSIENT LOADING（可选）
?$
? $ COMBINE LOADS
?$
? DLOAD, 700, 1., 1., 200, 50., 500
?$
? $ SPECIFY INTERGRATION TIME STEPS
? TSTEP, 100, 100, 4.0E-4, 1 ? ENDDATA
输出跳跃因子
时间步数 作用时间
三、频率响应分析
（续）
? SOL 109
? TIME 30
? CEND
? TITLE= TRANSIENT RESPONSE WITH TIME DEPENDENT PRESSURE
AND POINT LOADS
? SUBTITLE= USE THE DIRECT METHOD
? ECHO= PUNCH
? SPC= 1
? 频率响应分析是计算在稳态振动激励作用下结构动力响应 的一种方法（比如偏心旋转响应分析中，激励载荷是在频域中明确定义的，所 有外力在每一个指定的频率上都是已知的。而力的形式可 以是外力、也可以是强迫运动。
? 与瞬态分析一样，也有两种方法供选用：直接法和模态法。 对应的求解器为SOL108、SOL111 。
二、瞬态响应分析
? 分析目的：计算时变激励载荷作用下结构的动力行为。 载荷的形式可以是外力或强迫运动。
? 两种数值方法：直接法和模态法。直接法对全部耦合的 运动方程进行直接数值积分来求解；而模态法则是利用 结构的振型来对耦合的运动方程进行缩减和解耦，然后 再由单个模态响应的叠加得到问题的最终解答。
时变载荷 TLOAD1（与表联用）
载荷类型（力、力矩或者强迫位 移、速度、加速度）
DAREA或SPCD入口
指定表的号
（续）
? TLOAD2
载荷作用的起止时间
载荷集的组合－DLOAD卡
整体比例因子
频率 相位角
第2个载荷的比例因子 及TLOAD标识号
（续）
? DAREA卡
Grid number
Component号
? TLOAD2, 200, 300, , 0, 0., 8.E-3, 250., -90.
? $ APPLY POINT LOAD OUT OF PHASE WITH PRESSURE LOAD
?$
? TLOAD2, 500, 600, , 0, 0., 8.E-3, 250., 90.
?$
? DAREA, 600, 11, 3, 1.
? PARAM, G, 0.06
? PARAM, W3, 1571.
? $ APPLY UNIT PRESSURE LOAD TO PLATE
?$
? LSEQ, 100, 300, 400
?$
? PLOAD2, 400, 1., 1, THRU, 40 $（静态载荷）
? $ VARY PRESSURE LOAD (250 HZ)
? 求解器：直接法 SOL 109；模态法 SOL 112
? 直接瞬态响应中的阻尼
? B ? B1 ? B2 ? G K1 ? 1
W3
W4
GEKE
（续）
? G＝整体结构的阻尼系数（PARAM，G）
W3＝感兴趣的整体结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM ， W3）
W4感兴趣的单元结构阻尼转化频率－弧度/秒（PARAM ， W4） KE＝单元刚度矩阵 由于瞬态分析不允许出现复系数。所以，结构阻尼通过等 效的粘性阻尼来施加。即PARAM ，G和PARAM ，W3同 时定义。
（续）
? 激励的定义：与瞬态响应中TLOAD对应，在频率响应中 为RLOAD。其中RLOAD1是按照实部与虚部的形式来定 义频变载荷；RLOAD2按幅值和相位的形式来定义频变载 荷。
? 几点考虑：如果激励的最高频率比系统的最低谐振频率小 得多，那么使用静态分析就足够了；阻尼很小的结构在激 励频率接近于谐振频率的时候，会表现出很大的动力响应。 在这样的问题中，模型上一个小的改动（或仅换一台电脑 来计算）都可能产生响应的明显变化；如果希望对峰值响 应进行充分的预测，必须使用足够好的频率步长（Δ f）。 对每个半能带宽至少使用5个点。
模态法的特点：模态截断。一般模态法并不需要计算所有的 模态，对于动力响应计算，经常仅需要最低的几阶模态就 足够了。
（续）
? PARAM，LFREQ 给出保留模态频率的下限 ? PARAM，HFREQ 给出保留模态频率的上限 ? PARAM，LMODES 给出被保留的最低频率模态的数量。 ? 载荷卡片：
动力学培训内容介绍
1.模态分析 2.瞬态响应分析 3.频率响应分析 4.强迫运动 5.随机响应分析
结构动力学分析
一、模态分析 ? 求解器：103 ? 质量矩阵形式：MSC认为耦合质量比集中质量更精确，在
动力分析里出于对计算速度的考虑，更倾向于使用集中质 量。 ? 使用方法：用PARAM，COUPMASS，1选择耦合质量； 缺省为集中质量。 ? 求解方法：推荐的Lanczos方法。 ? EIGRL卡片