nastran patran MPC约束使用详细介绍
PATRAN的一些精华小技巧
PATRAN的一些精华小技巧1、在Patran里如何Move 一组Points 的位置, 而不改变这组Points 的ID 编号? Group/Transform/Translate的功能,这样不但编号不会变, 连property跟边界条件都会保留2、Patran如何执行多次Undo?所有Patran的操作步骤, 都记录在最新的一个patran.ses.xx中,如果需要多次undo, 可以刪除最后不需要的步骤指令行,再利用File -> Session -> Play 的方式, 执行改过的patran.ses.xx ,这样可以无限制的undo。
3、Patran中如何定义杆件之间的铰接？用的是rod元素，不需要定义铰接，因为rod元间本身就是以铰接形式连接。
如果用bar或是beam，需在properties里的Pinned DOFs @ Node 1/2定义铰接。
4、Patran 如何把不小心Equivalence的node分开用Utility/FEM-Elements/Separate Elements在equivalence时, 可以將选项切换为"List",只选择特定某些节点作equivalence, 可以避免不小心的失誤。
5、Patran如何將Tri3单元转换为Tri6单元在Patran -> Element -> Modify/Element/Edit , 將Type选项打勾,在Shape中选Tri, New Shape 选Tri6, 最后选取想要改变的Tri3单元,6、Patran 如何定义材料库Patran除了可以直接读取MSC.Mvision的材料材料库外，还可利用执行Session File的方式，直接使用以前已经定义过的材料。
编辑patran.ses.xx，将定义材料的PCL指令剪下，粘贴到另外一个文件中（如mat.ses）。
之后便可直接由Patran的File/ Session/ Play来加入此一材料的定义。
Patran中的MPC多点约束
Patran中的MPC—多点约束1.1 MPC定义MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
简单来说，MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有RBE2、RBE3、EXPLICIT、RBAR、RROD、RJOINT等，具体的使用根据计算模型来定，MPC类型如图6-1所示。
图6-1 NASTRAN中MPC类型1.2 MPC使用范围这里提请大家注意的是，MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。
从某种意义上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成是MPC单元。
如RBAR、RBE1、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚度是无限大的；而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。
其局部刚度为零，不会对系统刚度产生影响。
1）描述非常刚硬的结构单元。
如果结构模型中存在两个或两个以上的刚度相差很大的元器件时，刚硬元件在分析过程中，一方面起传递载荷作用，另一方面也发生部分变形。
但其变形非常小，和柔软元件比，它是“刚性”的。
这种情况下，对刚硬元件的描述显得尤为重要，如果用大刚度的弹性单元来模拟刚硬元件，会造成病态解。
原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
为解决本问题，应用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，来创建更为合理的有限元模型。
2）在不同类型的单元间传递载荷。
如在有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没什么问题。
Patran中MPC(多点约束)应用
Patran中MPC（多点约束）应用——SQLMPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有rbe2,rbe3,explicit,rbar,rrod等，具体的使用根据计算模型来定。
MPC通用类型explicit（显式）MPC可以在一个从(dependent)自由度和一个或者多个主(independent)自由度之间创立，具体方程如下所示：U0 = C1U1 + C2U2 + C3U3 + ... + CnUn + C0式中U0为从自由度，Ui为主自由度，C0为常数项，举例说明，UX(Node 4) = 0.5*UX(Node 5) - 0.5*UY(Node 10) + 1.0A:我也来谈谈。
MPC主要使用在以下几个方面：1。
描述非常刚硬的结构单元。
假定结构模型中包括一个或多个比其他元件硬得多的元件，如汽车模型中的发动机，这时候刚硬元件可以传递载荷，但它的变形要小的多，和柔软元件比，它是“刚性”的。
如果用大刚度的弹性单元模拟刚硬单元，会造成病态解，原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
研究指出，应该用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，以创建更为合理的有限元模型。
2.在不同类型的单元间传递载荷。
如果有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没异常。
但是求解在矩阵分解时失败了，因为缩减刚度矩阵是奇异的。
原因是模型中包含了一个“机构”。
无法将壳体单元上的力偶传递到实体单元上，因为实体单元没有转动自由度。
为了消除这种奇异性，必须建立一种连接，作用是在实体中建立一个耦合，以承受壳体力偶。
3。
任意方向的约束。
当某节点可以沿着不平行于坐标轴的某个边界运动时，就需要定义一个约束方程，这个方程反映垂直于此边界的运动的约束4。
刚性连杆A:RBE1和RBE2约束单元都是PABR和RTRPLT单元的推广，后者允许连接任意数量的几何格点。
abaqus——MPC问题多点约束解析
—多点约束MPC定义MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
简单来说，MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有RBE2、RBE3、EXPLICIT、RBAR、RROD、RJOINT等，具体的使用根据计算模型来定，MPC类型如图6-1所示。
图6-1 NASTRAN中MPC类型MPC使用范围这里提请大家注意的是，MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。
从某种意义上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成是MPC单元。
如RBAR、RBE1、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚度是无限大的；而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。
其局部刚度为零，不会对系统刚度产生影响。
1）描述非常刚硬的结构单元。
如果结构模型中存在两个或两个以上的刚度相差很大的元器件时，刚硬元件在分析过程中，一方面起传递载荷作用，另一方面也发生部分变形。
但其变形非常小，和柔软元件比，它是“刚性”的。
这种情况下，对刚硬元件的描述显得尤为重要，如果用大刚度的弹性单元来模拟刚硬元件，会造成病态解。
原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
为解决本问题，应用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，来创建更为合理的有限元模型。
2）在不同类型的单元间传递载荷。
如在有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没什么问题。
但是求解是，会出现“刚度矩阵奇异”的错误。
Patran中的MPC多点约束
Patran中的MPC—多点约束1.1 MPC定义MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
简单来说，MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有RBE2、RBE3、EXPLICIT、RBAR、RROD、RJOINT等，具体的使用根据计算模型来定，MPC类型如图6-1所示。
图6-1 NASTRAN中MPC类型1.2 MPC使用范围这里提请大家注意的是，MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。
从某种意义上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成是MPC单元。
如RBAR、RBE1、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚度是无限大的；而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。
其局部刚度为零，不会对系统刚度产生影响。
1）描述非常刚硬的结构单元。
如果结构模型中存在两个或两个以上的刚度相差很大的元器件时，刚硬元件在分析过程中，一方面起传递载荷作用，另一方面也发生部分变形。
但其变形非常小，和柔软元件比，它是“刚性”的。
这种情况下，对刚硬元件的描述显得尤为重要，如果用大刚度的弹性单元来模拟刚硬元件，会造成病态解。
原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
为解决本问题，应用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，来创建更为合理的有限元模型。
2）在不同类型的单元间传递载荷。
如在有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没什么问题。
abaqus——MPC问题多点约束解析
6.MPC—多点约束1.1 MPC定义MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
简单来说，MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有RBE2、RBE3、EXPLICIT、RBAR、RROD、RJOINT等，具体的使用根据计算模型来定，MPC类型如图6-1所示。
图6-1 NASTRAN中MPC类型1.2 MPC使用范围这里提请大家注意的是，MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。
从某种意义上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成是MPC单元。
如RBAR、RBE1、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚度是无限大的；而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。
其局部刚度为零，不会对系统刚度产生影响。
1）描述非常刚硬的结构单元。
如果结构模型中存在两个或两个以上的刚度相差很大的元器件时，刚硬元件在分析过程中，一方面起传递载荷作用，另一方面也发生部分变形。
但其变形非常小，和柔软元件比，它是“刚性”的。
这种情况下，对刚硬元件的描述显得尤为重要，如果用大刚度的弹性单元来模拟刚硬元件，会造成病态解。
原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
为解决本问题，应用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，来创建更为合理的有限元模型。
2）在不同类型的单元间传递载荷。
如在有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没什么问题。
PATRAN的一些精华小技巧
PATRAN的一些精华小技巧1、在Patran里如何Move 一组Points 的位置, 而不改变这组Points 的ID 编号? Group/Transform/Translate的功能,这样不但编号不会变, 连property跟边界条件都会保留2、Patran如何执行多次Undo?所有Patran的操作步骤, 都记录在最新的一个patran.ses.xx中,如果需要多次undo, 可以刪除最后不需要的步骤指令行,再利用File -> Session -> Play 的方式, 执行改过的patran.ses.xx ,这样可以无限制的undo。
3、Patran中如何定义杆件之间的铰接？用的是rod元素，不需要定义铰接，因为rod元间本身就是以铰接形式连接。
如果用bar或是beam，需在properties里的Pinned DOFs @ Node 1/2定义铰接。
4、Patran 如何把不小心Equivalence的node分开用Utility/FEM-Elements/Separate Elements在equivalence时, 可以將选项切换为"List",只选择特定某些节点作equivalence, 可以避免不小心的失誤。
5、Patran如何將Tri3单元转换为Tri6单元在Patran -> Element -> Modify/Element/Edit , 將Type选项打勾,在Shape中选Tri, New Shape 选Tri6, 最后选取想要改变的Tri3单元,6、Patran 如何定义材料库Patran除了可以直接读取MSC.Mvision的材料材料库外，还可利用执行Session File的方式，直接使用以前已经定义过的材料。
编辑patran.ses.xx，将定义材料的PCL指令剪下，粘贴到另外一个文件中（如mat.ses）。
之后便可直接由Patran的File/ Session/ Play来加入此一材料的定义。
多点约束MPC-nastran
多点约束MPC-nastranMPC定义：定义：⼀个⾃由度的运动取决于其它 (⾄少⼀个) ⾃由度的运动：1.线性关系2.⼀个 (1) 从⾃由度3.“n” 个主⾃由度 (n >= 1)MPC定义其中系数ai是⽐例系数，ui是个⾃由度的位移；在nastran中1-3⾃由度的位移单位是mm;4-6⾃由度的位移单位是弧度；弧度换成⾓度的公式：⼀.只有⼀对主从节点；节点2向x运动=节点1向x运动；对应nastran中的数据卡⽚格式：其中：MPC-关键词卡⽚；SID-卡⽚编号；G1-从节点编号；C1-从节点⾃由度；A1-从节点⽐例系数；G2-主节点编号；C2-主节点⾃由度；A2-主节点⽐例系数；对应hypermesh中，dependent为从节点，independent为主节点；⼆.⼀对主从节点：节点2向1-6⾃由度运动，节点1向1-6⾃由度运动；（注意：MPC的节点编号是⼀个）；⽐如车门铰链，三.MPC分析相对运动关系⽐如在分析发动机+减速器的时候，曲轴转动⾃由度与半轴转动⾃由度之间存在成⽐例的多点约束情况（可理解成⾃转），但是不可避免的是发动机+减速器同样存在转动的情况（可理解成公转）。
这种情况可引⼊参考点概念。
实际⼯况下，发动机外壳体存在⾃⾝的运动（公转），曲轴带动离合器从动侧转动（⾃转）经过变速箱-差速器传递到半轴，在模拟的时候选取参考点，进⽽更加准确的模拟转动传递的运动关系；假设变速齿⽐为1.5:1在不考虑发动机壳体⾃转的情况下，A：（B+C）=3:2；MPC表达式：2A+3（B+C）=0在考虑发动机壳体⾃传的情况下，2（A-P）+3{（B-Q）+（C-R）}=0其中ABCPQR代表5⾃由度的位移；所以，在nastran中的表达式为：其中abcpqr代表模型中节点的编号；总结：MPC多点约束在整车NVH分析中使⽤频率⽐较⾼，特别是刚性动⼒总成的建模；。
有限元 MPC问题多点约束
6.MPC—多点约束1.1 MPC定义MPC(Multi-point constraints)即多点约束，在有限元计算中应用很广泛，它允许在计算模型不同的自由度之间强加约束。
简单来说，MPC定义的是一种节点自由度的耦合关系，即以一个节点的某几个自由度为标准值，然后令其它指定的节点的某几个自由度与这个标准值建立某种关系。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
在不同的求解器模版下可以在patran中定义不同的MPC，比较常用的有RBE2、RBE3、EXPLICIT、RBAR、RROD、RJOINT等，具体的使用根据计算模型来定，MPC类型如图6-1所示。
图6-1 NASTRAN中MPC类型1.2 MPC使用范围这里提请大家注意的是，MPC建立的是多点约束关系，包括刚性约束与柔性约束两种。
从某种意义上说，建立约束即建立两个或多个节点之间的联系，因而也可将MPC约束说成是MPC单元。
如RBAR、RBE1、RBE2建立的是刚性单元，这些单元局部刚度是无限大的；而RBE3、RSPLINE单元则是柔性单元，其只是建立了不同节点的力与力矩的分配关系，也称之为插值单元。
其局部刚度为零，不会对系统刚度产生影响。
1）描述非常刚硬的结构单元。
如果结构模型中存在两个或两个以上的刚度相差很大的元器件时，刚硬元件在分析过程中，一方面起传递载荷作用，另一方面也发生部分变形。
但其变形非常小，和柔软元件比，它是“刚性”的。
这种情况下，对刚硬元件的描述显得尤为重要，如果用大刚度的弹性单元来模拟刚硬元件，会造成病态解。
原因是，刚度矩阵中对角系数差别太大，引起矩阵病态。
为解决本问题，应用适当的约束方程来代替刚硬的弹性单元，来创建更为合理的有限元模型。
2）在不同类型的单元间传递载荷。
如在有限元模型中，包含三维实体单元和壳体单元。
模型看来成功，没什么问题。
patran&nastran使用经验积累
大部分东西在nastran、patran的帮助中都有介绍。
一、总1、nastran会生成许多文件，如*.dball（包含数据库运行的永久性数据）/*.f04（包括数据库文件信息和模块执行摘要）/*.f06（包含MSC.NASTRAN的分析结果）/*.log（包含系统信息和系统错误信息）/*.master（数据库运行总辞典）/*.op2（MSC.NASTRAN分析结果，为二进制文件）……。
如果数据库操作是设计好的，则中*.dbal/*.master可在运行后手动清除，也可通过附加执行语句SCR=YES来实现。
2、Nastran的输入文件包括几个部分，按先后顺序依次是：nastran语句（可选的）、文件管理段（可选的）、执行控制段（必须的，以限定符“CEND”结束）、情况控制段（必须的）、模型数据段（必须的，以限定符“BEGINE BULK”开始，以限定符“ENDDATA”结束）。
文件中行首为“$”表示是解释语句。
3、Nastran对物理单位无限制，只要求用户在建模时使用一致性单位制。
4、Nastran输入数据的格式有三种，整数、实数和字符。
整数不能包含小数点，实数必须包含小数点，字符可为字母数字的，但是必须以字母符号开头，其长度最多为8个字符。
5、Nastran有三种不同的输入数据格式：自由域格式（输入数据格式是用逗号分开的）、小域格式（共十个字域，每个子域有八个字符）、大域格式（十个子域，每个子域包含16个字符）。
文件管理段、执行控制段以及情况控制段采用自由域格式。
模型数据段允许任何一种。
模型数据段的每一个输入数据记录（卡）包含十个子域。
第一个子域填入该卡的特征名（如GRID，CBAR 等等）。
第二子域至第九子域包含该卡的数据输入信息。
第十子域不填数据，为继续卡预备。
Free、small、large field format6、nastran的坐标系中，所有角度输入都是按度表示，但输出（如转动位移）都以弧度表示。
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多点约束（MPC）
多点约束（MPC，Multi-Point Constraint）是对节点的一种约束，即将某节点
的依赖自由度定义为其它若干节点独立自由度的函数。
例如，将节点1的X方向位
移定义为节点2、节点3和节点4X方向位移的函数。
多点约束常用于表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等，
多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递，是一项重要的有限元建模技术。
但
是，建立明确的、能够正确描述各种现象的多点约束方程是非常不容易的。
对应于不同的分析解算器和分析类型，Patran支持的多点约束类型是不同的。
这里以Nastran的结构分析为例，则共有12种类型的多点约束，这里就以Explicit为
例来介绍。
Explicit：用于定义某节点的位移与其它若干节点位移的函
数关系，该函数是一个多项式。
如图所示，在“Explicit”的面
板上，可以明确地看到，其对应的分析解算“MSC.Nastran”，而
分析类型是“Structural”。
除过“Cyclic Symmetry”和
“Sliding surface”，其它所有的多点约束类型创建界面都很类
似，每个面板上都有按钮，单击它，可打开不同的
【define Terms】面板，用于不同多点约束的定义，Explicit对
应的【define Terms 】面板如右图所示。
该【define Terms 】
面板用于将一个节点某方向上的位移定义为若干个节点位移的一
次多项式函数。
有“Dependent Terms”、“Independent Terms”项、“Coefficient”
项、“Node List”项、“DOFs”项和四个操作项（“Create Dependent”、
“Create Independent”、“Modify”和“Delete”），自由度项“DOFs”有
六个选项：“UX”、“UY”、“UZ”、“RX”、“RY”和“RZ”，分别表示
节点的六个位移自由度。
使用时，一般先选定“Create Dependent”
项，输入一个节点及其某个方向的位移自由度，表示要建立该节
点该方向上位移的函数，所选定的节点和位移方向会显示在
“Dependent Terms”项中；接着，系统会自动选定“Create
Independent”项，即输入一些节点的位移作为函数的变量，在
“Coefficient”项中输入位移变量的系数，在“Node List”项
中输入作为变量的节点，在“DOFs”中选择位移自由度，单击
，则函数的一个变量定义完成。
这时，在“Independent
Terms”项中可以看到。
有几个变量，就重复操作几次，直到所有作为变量的节点位移都输入。
如果某个节点输入有误，可用“Modify”和“Delete”项修改和删除。
当所有的输入都完成之
后，单击图中的，就完成了一个多点约束的建立，屏幕上将以一个紫红色的小圆和若干
条连接依赖节点和独立节点的线段表示出来。
C yclic Symmetry：在两个不同的区域之间，建立一组柱面对称的多点约束边界条件，
从图3-19中可见，需要选择一个柱坐标系，该坐标系的Z轴将作为对称轴，在“Dependent Region”和“Independent Region”的文本框中，输入依赖节点和独立节点，依赖节点和独立节点必须成对出现，而且，各节点对的角度差应该相等。
S liding Surface：在两个相一致的区域的节点之间，定义一个滑动曲面。
对应节点间的移动自由度（即垂直于该曲面方向）被约束，但其它方向
上保持自由，
R igid(Fixed):赖节点与某个独立节点相互固定，从而使依赖节点的所有自由度都与独立节点保持一致，包括位移也保持一致，如图3-21所示。
这种多点约束在用曲面模拟板状实体时，可以连接不同的平面，从而可以使不同的曲面连接起来。