nastran动力学培训
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。
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。
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（续）
TLOAD2
载荷作用的起止时间
频率
相位角
载荷集的组合－DLOAD卡
整体比例因子 第2个载荷的比例因子 及TLOAD标识号
（续）
DAREA卡
Grid number Component号
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）
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。
（续）
BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45 $ $ PLACE BIG FOUNDATION MASS (BFM) AT BASE $ CMASS2, 100, 1000., 23, 3 $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ APPLY LOADING TO FOUNDATION MASS $ TLOAD2, 500, 600, , 0, 0.0, 0.004, 250., -90. $ DAREA, 600, 23, 3, 2.588 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 ENDDATA
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
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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
MSC.Patran&MD.Nastran基础培训日程NAS120-Jeff
MSC.Patran & MD.Nastran基础培训计划♦培训内容/级别：Patran & Nastran基础培训(NAS120)♦培训形式：5天，讲解结合实例♦参加培训人员：针对初次接触Patran & Nastran软件的工程技术人员♦培训目标：通过培训，使得参加培训人员●了解Patran & Nastran软件的基本理论和相关术语;●掌握Patran界面的操作；●了解Nastran常用单元的应用；●达到独立创建有限元模型，进行线性静力学、模态和屈曲分析，●并对结果进行后处理的目的。
培训大纲：课程内容课程时间第一天Part 1：Patran & Nastran总体介绍Part 2：Patran & Nastran求解典型工程问题Part 3：有限元方法的基本原理Part 4：Patran的界面和Nastran的输入文件Part 5：单元库介绍Part 6：当天培训内容回顾及问题讨论上午9：00-12：00下午13：00-17：00第二天Part 1：1维几何建模Part 2：1维有限元实体(CBAR)建模Part 3：静力学分析和查看结果Part 4：各种坐标系统的定义和使用Part 5：1维有限元实体(CBEAM)静力学分析Part 6：当天培训内容回顾及问题讨论上午9：00-12：00下午13：00-17：00第三天Part 1：2维板壳单元建模Part 2：边界条件和2维网格划分器Part 3：复合材料建模介绍Part 4：2维单元和1维单元的混合建模Part 5：当天培训内容回顾及问题讨论上午9：00-12：00下午13：00-17：00第四天Part 1：3维单元建模Part 2：轴对称建模技术Part 3：分组、列表和0维单元Part 4：刚性单元和系统单位Part 5：当天培训内容回顾及问题讨论上午9：00-12：00下午13：00-17：00第五天Part 1：正则模态分析Part 2：线性屈曲分析Part 3：Patran的CAD建模功能Part 4：线性接触建模技术Part 5：后处理和建模相关技巧Part 6: 培训总结和验收上午9：00-12：00下午13：00-17：00◆培训具体安排：课程内容课程时间第一天上午Part 1：Patran & Nastran总体介绍9:00-9:15●软件初级培训的大致框架内容Part 2：Patran & Nastran求解典型工程问题9:15-9:45●Patran的工作流程●有限元法的基本工作流程●帮助文件的获取方法练习：起落架结构分析9:45-10:30 Part 3：有限元方法的基本原理10:30-11:15●什么是有限元法●有限元法的主要概念练习：简支梁分析11:15-12:00下午Part 4：Patran的界面和Nastran的输入文件13:00-14:00●Patran的基本用户界面●Nastran的输入文件练习：手动创建桁架结构输入文件14:00-15:30 Part 5：单元库介绍15:30-16:00●Nastran单元库●单元、材料和属性的参考关系Part 6：当天培训内容回顾及问题讨论16:00-17:00课程内容课程时间第二天上午Part 1：1维几何建模9:00-9:30●1维几何建模●分组建模方法练习：桥梁桁架结构的几何模型9:30-10:00 Part 2：1维有限元实体(CBAR)建模10:00-10:30●梁单元的种类●梁单元的截面属性●梁单元的偏置练习：桥梁桁架结构网格划分10:30-11:00 Part 3：静力学分析和查看结果11:00-11:30●定义外力和边界条件●创建多重子工况●提交分析并查看结果练习：桥梁桁架结构静力学分析13:30-12:00 下午Part 4：各种坐标系统的定义和使用13:00-13:45●参考坐标系统●节点位移坐标系统练习：创建和使用多种坐标系统13:45-14:30 Part 5：1维有限元实体(CBEAM)静力学分析14:30-15:15●CBEAM的物理属性●场的概念练习：交通信号灯杆的静力学分析15:15-16:00 Part 6：当天培训内容回顾及问题讨论16:00-17:00课程内容课程时间第三天上午Part 1：2维板壳单元建模9:00-9:45●2维几何建模●2维网格的类型和网格划分控制●抽中面功能介绍练习：拉力试片几何建模及网格划分9:45-10:30 Part 2：边界条件和2维网格划分器10:30-11:15●2维单元的载荷和边界条件●2维单元的结果查看●网格划分器的比较练习：拉力试片静力学分析11:15-12:00下午Part 3：复合材料建模介绍13:00-13:45●复合材料单元的定义●复合材料分析结果的查看练习：复合拉力试片的静力学分析13:45-14:30 Part 4：2维单元和1维单元的混合建模14:30-15:15●混合建模方法●梁的偏置练习：加筋板分析15:15-16:00 Part 5：当天培训内容回顾及问题讨论16:00-17:00课程内容课程时间第四天上午Part 1：3维单元建模9:00-9:45●六面体网格的自动划分●通过拉伸等方法划分六面体网格●3维网格的类型和四面体网格的划分练习：夹具分析9:45-10:30 Part 2：轴对称建模技术10:30-11:15●Patran的几何导入功能●轴对称建模技术●用2维单元简化3维模型练习：压力容器应力分析11:15-12:00下午Part 3：分组、列表和0维单元13:00-13:45●分组功能●列表●广义0维单元-质量、弹簧和CBUSH练习：航空器整流罩模型13:45-14:30 Part 4：刚性单元和系统单位14:30-15:15●RBE2、RBE3介绍●RBE2和RBE3的异同●有限元的单位系统练习：RBE2和RBE3的比较分析15:15-16:00 Part 5：当天培训内容回顾及问题讨论16:00-17:00课程内容课程时间第五天上午Part 1：正则模态分析9:00-9:45●模态的基本概念●模态分析的相关输入卡片●模态分析的单位练习：矩形板的模态分析9:45-10:30 Part 2：线性屈曲分析10:30-11:15●屈曲的基本概念●屈曲分析的相关输入卡片练习：潜艇耐压壳屈曲分析11:15-12:00下午Part 3：Patran的CAD建模功能13:00-13:30●创建和编辑实体Part 4：线性接触建模技术13:30-14:15●线性接触的基本概念●线性接触的基本参数设置练习:板和实体的线性接触分析14:15-15:00 Part 5：后处理和建模相关技巧15:00-16:00●云图、曲线和动画查看●数据结果输出●有限元模型检查和建模相关技巧Part 6: 培训总结和验收16:00-17:00。
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
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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)。
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（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：
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）的号
（续）
BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ 3 PERCENT AT 250 HZ. = 1571 RAD/SEC. 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) 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. $ $ COMBINE LOADS $ DLOAD, 700, 1., 1., 200, 50., 500 $ $ SPECIFY INTERGRATION TIME STEPS TSTEP, 100, 100, 4.0E-4, 1 输出跳跃因子 ENDDATA
（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 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） TSTEP= 100 $ SELECT INTEGRATION TIME STEPS （必须） $
（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。
B B1 B 2 G 1 1 K GEKE W3 W4
（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。 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。
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。 求解器：直接法 SOL 109；模态法 SOL 112 直接瞬态响应中的阻尼
（续）
静态载荷标识
与TLOADi中对应
温度载荷标识
例：
（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。
时间步数 作用时间
三、频率响应分析
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（比如偏心旋转部件在一组转动频率下的旋转 分析）。 在频率响应分析中，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。
（续）
TLOAD2
载荷作用的起止时间
频率
相位角
载荷集的组合－DLOAD卡
整体比例因子 第2个载荷的比例因子 及TLOAD标识号
（续）
DAREA卡
Grid number Component号
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。
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