有限元分析软件MSC.NASTRAN
基于MSC_NASTRAN玻璃啤酒瓶有限元建模和分析
图 ２ 啤酒瓶实体的有限元模型 Ｆ ｉ ｕ ｒ ｅ２ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｌ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｅ ｒｂ ｅ ｅ ｒｂ ｏ ｔ ｔ ｌ ｅ ｇ ｇ １． ５ 结果云图 用Ｍ 可以算 出 两 种 模 型 分 别 在 Ｓ Ｃ． ＮＡ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＮ 求解器 ， 相应载荷工况下 的 计 算 结 果 。 具 体 包 括 整 体 应 力 和 变 形 分 ／ 布以及瓶身处 的 ３ 个 主 应 力 分 布 。 图 ３、 ４分别表示１ ２实 体模型外表面 、 内表面的 ３ 个主应力分布云图 。 ／ 图 ５、 内表面的３个主 ６ 分别表示 １ ４ 实体模 型 外 表 面 、 应力分布云图 。 （ ） 、 （ ） ／ ／ 图７ 分别表示１ ａ ｂ ２和１ ４实体模型的变形分布 云图 。
影响啤酒瓶质量的指标主要有抗耐内压性能和抗冲击性 分别表征啤酒 瓶 的 抗 内 外 压 力 以 及 抗 撞 击 力 这 两 项 重 要 能，
］ １， ２ 。 中国 现 行 标 准 规 定 抗 耐 内 压 的 合 格 指 标 不 低 于 指标 ［ ［］ ， ， 而发达国家均为 １ 日本则为 １ １ ． ２Ｍ Ｐ ａ ． ６Ｍ Ｐ ａ ． ８Ｍ Ｐ ａ３ 。
ＺＨＡＮＧＬ ｉ ａ ｎ ｗ ｅ ｎ Ｘ Ｉ ＮＧＹ ａ ｎ ＺＨＡＮＧＹ ａ ｎ ｉ ｕ ＸＵＤ ｏ ｎ ｑ ｇ Ｌ ＵＸ ｕ ｚ ｈ ｅ ｎ Ｌ ＩＺ ｈ ｏ ｎ ａ ｎ ＺＨＡＮＧＱ ｉ ａ ｎ ｕ ｇ ｙ ｇ ｆ
（ ） 天津商业大学 ， 天津 ３ ０ ０ １ ３ ４ （ Ｔ ｉ ａ ｎ ｉ ｎＵ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｏ ｍｍ ｅ ｒ ｃ ｅ， Ｔ ｉ ａ ｎ ｉ ｎ， ３ ０ ０ １ ３ ４， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ） ｊ ｙｏ ｆＣ ｊ ／ 摘要 ： 对市 场 上 普 遍 流 通 的 虎 牌 玻 璃 啤 酒 瓶 在 Ｐ Ｒ Ｏ Ｅ ｎ ｉ ｇ 利用 Ｍ Ｓ Ｃ． ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ 环 境 下 创 建 三 维 实 体 和 二 维 面 模 型； ／ Ｐ Ａ Ｔ Ｒ ＡＮ ＮＡ Ｓ Ｒ ＴＡＮ 软件进 行 实 体 和 面 结 构 的 有 限 元 分 得到啤酒瓶应力和变形分布 ， 明确结构各部分受力特性； 析， ／ ／ 对１ ２和１ ４ 实体 模 型 以 及 面 模 型 所 得 结 果 做 详 细 对 比 分 析， 给出采用各种模型进行计算的 优 劣 。 该 方 法 可 以 应 用 于 啤酒瓶的耐内压强度校核和结构优化设计 。 关键词 ： 玻璃 啤 酒 瓶 ； 有 限 元 建 模； 有 限 元 分 析； Ｍ Ｓ Ｃ． Ｐ Ａ Ｔ ／ 耐内压强度 Ｒ ＡＮ ＮＡ Ｓ Ｔ Ｒ ＡＮ；
MSC_Nastran
MSC.Nastran 介绍全球功能最强、应用最为广泛的有限元分析软件MSC.Software 公司自 1963 年开始从事计算机辅助工程领域 CAE 产品的开发和研究。
在 1966 年，美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求， 招标开发大型有限元应用程序，MSC.Software 一举中标，负责了整个 NASTRAN 的开发过程。
经过 40 多年的发展，MSC.Nastran 已成为 MSC 倡导的虚拟产品开发(VPD)整体环境最主要的 核心产品， MSC.Nastran 与 MSC 的全系列 CAE 软件进行了有机的集成， 为用户提供功能全面、 多学科集成的 VPD 解决方案。
MSC.Nastran 是 MSC.Software 公司的旗舰产品，经过 40 余年的发展，用户从最初的航 空航天领域，逐步发展到国防、汽车、造船、机械制造、兵器、铁道、电子、石化、能源材 料工程、科研教育等各个领域，成为用户群最多、应用最为广泛的有限元分析软件。
MSC.Nastran 的开发环境通过了 ISO9001:2000 的论证， MSC.Nastran 始终作为美国联邦 航空管理局(FAA)飞行器适航证领取的唯一验证软件。
在中国，MSC 的 MCAE 产品作为与压力 容器 JB4732-95 标准相适应的设计分析软件， 全面通过了全国压力容器标准化技术委员会的 严格考核认证。
另外，MSC.Nastran 是中国船级社指定的船舶分析验证软件。
赛车部件分析ISO9001:2000 论证通过证书一．MSC.Nastran 的特色极高的软件可靠性，经过无数工程问题的验证 独特的结构动力学分析技术 完整的非线性求解技术 高效率的大型工程问题求解能力 – ACMS 方法 针对大型问题的优化技术和设计灵敏度分析技术 高度灵活的开放式结构，功能独特的用户化开发工具 DMAP 语言 独特的空气动力弹性及颤振分析技术1独特的多级超单元技术，支持 MSC.Nastran 所有的分析类型 作为工业标准的输入/输出格式 高效的分布式并行计算二．MSC.Nastran 的分析功能1．静力分析MSC.Nastran 的静力分析功能支持全范围的材料模式,包括：均质各向同性材料、正交 各项异性材料、各项异性材料和随温度变化的材料等。
MSCNASTRAN颤振分析模块使用说明
MSCNASTRAN颤振分析模块使⽤说明1.MSC/NASTRAN 颤振分析模块使⽤说明1.1.颤振分析模块颤振分析模块考虑结构⽓动弹性问题的动⼒稳定性。
它可以分析亚⾳速或超⾳速流，提供五种不同的⽓动⼒理论，包括⽤于亚⾳速的Doublet Lattice理论、Strip 理论以及⽤于超⾳速的Machbox理论、Piston理论、ZONA理论等。
对于稳定性分析，系统提供三种不同的⽅法：⼆种美国⽅法(K法，KE法)和⼀种英国⽅法(PK 法)，输出结果包括阻尼、频率和每个颤振模态的振型。
本说明仅以亚⾳速Doublet Lattice理论为例。
1.2.建模的⼀般流程其中结构有限元建模技术较为普及，不予说明。
升⼒⾯建模和颤振分析⽂件以填卡较为实⽤，⼤致包括：1)建⽴⽓动坐标系；2)设定影响体；3)选择颤振解法；4)给出飞⾏环境；5)给出马赫数和减缩频率系列；6)设定求解参数，如参与耦合的频率范围或模态数；7)选择适当的⽓动理论，定义升⼒⾯⼏何及分⽹信息。
⾄此完成升⼒⾯建模，下⼀步定义结构结点与升⼒⾯单元的耦合，即选择适当的样条将升⼒⾯结点同结构结点联系起来。
其中升⼒⾯结点是在定义升⼒⾯后由系统⾃动⽣成的，定义样条时直接引⽤升⼒⾯单元号；所以我们需要做的是将参与耦合的结构结点定义为⼀个集合，以便在样条定义中引⽤。
1.3.数据⽂件组织形式颤振分析模型数据⽂件遵循固定格式：设定求解时间、标题等；设置求解采⽤的特征值解法和颤振解法；输⼊模型数据即结构刚度和质量数据，还有升⼒⾯模型数据。
结构模型和升⼒⾯模型可以分别是独⽴的数据⽂件，只在颤振分析⽂件中将其包括进来。
下⾯以⼀个简单的例⼦(HA145B)来实现上述过程，并对颤振分析常⽤的卡⽚做简略介绍。
1.3.1.升⼒⾯模型⽂件$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$定义⽓动坐标系，其X轴正向为来流⽅向（即将被AERO卡⽚引⽤）。
CAE软件的家谱和演变历史
CAE软件的家谱和演变历史01为了满足宇航工业对结构分析的迫切需求，NASA于1966年提出了发展世界上第一套泛用型的有限元分析软件Nastran(NASA STRuctural ANalysis Program)的计划，MSC.Software则参与了整个Nastran程序的开发过程。
021969年NASA推出了其第一个NASTRAN版本，称为COSMIC Nastran。
之后MSC继续的改良Nastran程序并在1971年推出MSC.Nastran。
031972年，UAI公司发布基于COSMIC NASTRAN的UAI Nastran软件。
041985年，CSAR公司发布了基于COSMIC NASTRAN的CSAR Nastran软件。
051999年，MSC收购了UAI和CSAR，成为市场上惟一一家提供Nastran商业代码的供应商。
而在此后的几年，独自享有源代码的MSC Nastran软件价格不断上涨，但是其功能和服务却没有得到相应的提升，从而引发大量客户的抱怨，为此NASA则向美国联邦贸易委员会(FTC)提出了申诉。
06美国FTC判“MSC Nastran垄断”，MSC Nastran源代码须公开，而这一决定也引来了UGS公司加入到Nastran的市场中来。
而后，UGS根据MSC所提供的源代码、测试案例、开发工具和其他技术资源开发出了NX Nastran。
至此，源于NASA的Nastran一分为二，齐头并进，为用户带来了更多的新技术与服务。
071967年在NASA的支持下SDRC公司成立，并于1968年发布了世界上第一个动力学测试及模态分析软件包，1971年推出商业用有限元分析软件Supertab(后并入I-DEAS软件中，这也就是为什么I-DEAS作为一款设计软件其有限元分析还如此强大的原因)。
082001年SDRC公司被EDS所收购，并将其与UGS合并重组。
09SDRC的有限元分析程序演变成了NX中的I-deas NX Simulation，与NX Nastran一起成为了NX产品生命周期中的仿真分析中的重要组成部分。
有限元分析软件及应用
有限元分析软件及应用有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种工程力学的数值计算方法，用于模拟和分析材料或结构在力学、热学、流体力学等领域的行为。
有限元分析软件是用于进行有限元分析的工具，提供了对复杂问题进行建模、求解和分析的功能。
下面将介绍几种常用的有限元分析软件及其应用。
1. ANSYS：ANSYS是全球领先的有限元分析软件之一，适用于多个领域，如结构力学、流体力学、电磁场等。
在结构分析方面，ANSYS可以进行静力学、动力学、疲劳分析等，可应用于航空、汽车、能源、医疗等行业。
2. ABAQUS：ABAQUS是另一个广泛使用的有限元分析软件，适用于结构、热、流体、电磁等多个领域的分析。
ABAQUS提供了丰富的元件模型和边界条件，可以进行复杂结构的非线性、瞬态、热源等分析，广泛应用于航空航天、汽车、能源等领域。
3. MSC Nastran：MSC Nastran是一款专业的有限元分析软件，主要用于结构和动力学分析。
它提供了丰富的分析和模拟工具，可进行静力学、动力学、疲劳分析等。
MSC Nastran广泛应用于航空、汽车、船舶等领域，具有较高的准确性和可靠性。
4. LS-DYNA：LS-DYNA是一款用于求解非线性动力学问题的有限元分析软件。
它可以进行结构和流体的动态响应分析，主要应用于汽车碰撞、爆炸、冲击等领域。
LS-DYNA具有强大的求解能力和灵活性，可以模拟复杂的物理现象和材料性能。
除了上述几个常用的有限元分析软件外，还有许多其他软件也具有广泛的应用。
有限元分析在实际工程中有着广泛的应用，下面以汽车结构分析为例进行介绍。
汽车结构分析是有限元分析的一个重要应用领域。
有限元分析软件可以帮助工程师对汽车的结构进行模拟和分析，评估其在碰撞、强度、刚度等方面的性能。
首先，工程师可以使用有限元分析软件对汽车的结构进行建模。
软件提供了各种几何建模工具，可以根据汽车的三维CAD数据进行建模，或者使用简化的二维平面模型。
MSC_Nastran简介
MSC.Nastran 简介[转载]MSC.Nastran 简介一MSC.Nastran的开发历史MSC公司自1963年开始从事计算机辅助工程领域CAE产品的开发和研究, 在1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求主持开发大型应用有限元程序的招标，MSC因一举中标，而参与了整个NASTRAN的开发过程。
1969年NASA推出了其第一个NASTRAN版本, 即我们所知的NASTRAN Level 12。
1973年2月,NASTRAN Level 15。
5发布的同时, MSC公司被指定为NASTRAN的特邀维护商。
1971年, MSC公司对原始的NASTRAN做了大量改进, 采用了新的单元库、增强了程序的功能、改进了用户界面、提高了运算精度和效率。
特别对矩阵运算方法做重大改进, 即而推出了自己的专利版本: MSC.NASTRAN。
1989年对MSC公司来说是具有里程碑意义的一年, 发布了经革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。
该版本包含了新的执行系统、高效的数据库管理、自动重启动及更易理解的DMAP开发手段等新特点，同溶入许多当今世界上FEM领域最杰出的研究成果,使MSC.NASTRAN变得更加通用、更加易于使用。
这一年MSC公司还推出了自行开发的用于MSC各个产品的先进的前后处理程序MSC/XL。
1991年底, MSC公司与在CAD领域颇具影响的ARIES公司(Aries Technology Corp.)达成协议将CAD 技术引入MSC.NASTRAN V67.5及相应产品。
1993年收购了Aries公司之后, 全新的MSC. Aries前后处理器使MSC.NASTRAN及其它产品又向领导CAE自动化迈进了一大步。
如同1989年一样,1994年对于MSC公司及MSC.NASTRAN产品而言又是一个非凡和具有历史意义的一年。
经重大改进后发布的MSC.NASTRANV68版无论是在优化设计、热分析、非线性还是在单元、单元库、数值计算方法及整体性能水平方面均较以往任何一个版本有了很大提高。
CAE各软件介绍全解读
CAE各软件介绍全解读CAE（计算机辅助工程）是一种利用计算机仿真技术来辅助工程师进行工程设计、分析和优化的方法。
CAE软件是实现这一目标的关键工具，用于模拟各种物理现象和工程场景，从而帮助工程师进行设计和分析。
下面是对几款常见的CAE软件进行介绍。
1.ANSYS：ANSYS是一款综合性的CAE软件，具有丰富的分析工具和模块，用于解决各种工程问题。
它可以模拟结构分析、流体力学、电磁场、声学等多个领域，并且支持多物理场耦合分析。
ANSYS具有强大的前后处理功能，可以对模型进行建模、网格划分、结果分析等，同时还提供了优化和参数化建模功能。
2. MSC Software（Nastran、Patran）：MSC Software是一系列用于结构和动力学分析的CAE软件的统称。
其中，Nastran是一款强大的有限元分析软件，用于结构分析和优化；Patran是一个前后处理软件，用于建模、网格生成和结果后处理。
这两款软件通常搭配使用，可以进行复杂的结构动力学分析和优化。
3. Siemens PLM Software（NX CAE、Femap）：Siemens PLM Software 提供了一系列用于CAE的软件工具。
NX CAE是一款功能强大的CAE软件，支持多物理场耦合分析，如传热、流体力学、结构等，并集成了优化和参数化建模功能。
Femap是一款前后处理软件，用于建模、网格划分和结果后处理。
NX CAE和Femap的结合可以实现全流程的CAE分析。
4. Altair HyperWorks：Altair HyperWorks是一个集成的CAE软件套件，包含了多个模块和工具，可用于多领域的工程分析。
它具有强大的优化和参数化建模功能，支持流体力学、结构和多物理场耦合分析。
HyperWorks还提供了高效的前后处理功能，并与多种CAD软件进行无缝集成。
5. COMSOL Multiphysics：COMSOL Multiphysics是一款用于多物理场耦合模拟的CAE软件。
MSC.Nastran v2005 安装破解完整图文过程
MSC.Nastran v2005 安装破解完整图文过程摘要:MSC.Patran 是机械CAE分析软件的开放式前后处理平台，它为工程设计、分析和分析结果评估提供完整的三维CAE环境。
MSC.Patran2005具有更加精确多样的CAD几何接口集成系统，更为完善的CAD数据组织和分组功能；高级曲面网格划分功能的进一步加强大大缩短了网格前处理的时间；与各种CAE分析软MSC.Marc，MSC.Dytran，MSC.Nastran，以及LS-DYNA等交互式接口的进一步提高和完善使得各个领域的分析都变得更加便捷；有限元结果数据分量的合成显示等新功能的加入使Patran2005在结果处理上更易于理解。
MSC.Patran v2005是大三机械以及相关专业的同学以后在CAE实训的时候需要用到的软件，由于该软件的培训是在机房进行的，很多同学想在自己电脑上安装MSC.Patranv2005，但是由于软件是全英文的，而且属于是盗版破解的软件，安装上可能有问题，今天闲着没事，给需要的同学讲下安装的过程，希望大家能在实训中有所收获，要是在机房没有完成作业，有电脑的同学回寝室也能继续工作。
1、先在数字化校园应用软件下载的行业软件栏中下载MSC.Patran v2005，并解压到本地硬盘，暂时不要运行安装文件。
2、打开安装文件目录下的crack文件夹，并在C盘根目录下建立新文件夹flexlm，然后将crack文件夹下面的全部文件复制到c盘下的flexlm文件夹中。
3、用记事本打开flexlm文件夹下面的license.dat文件，将“name”替换成你的计算机名称。
（关于如何查看计算机名称就不赘述了）4、运行flexlm下的lmtools.exe，开始配置，配置过程如下所示。
点击“config services”选项卡，如下将红框标记的文件路径填好，当然也可以直接点“Browse”选择文件。
然后勾选“use services”，再点击“Save services”切换到选项卡“Start/Stop/Reread”，点击“Start Server”，提示服务成功启动即可。
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MSC.NASTRAN目录1 简介2 MSC.Nastran的开发历史3 MSC.NASTRAN的优势3.1 极高的软件可靠性3.2 优秀的软件品质3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能3.5 高度灵活的开放式结构3.6 无限的解题能力4 NASTRAN动力学分析功能4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析4.3 复特征值分析4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析4.6 响应谱分析4.7 频率响应分析4.8 声学分析5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析5.3 材料非线性分析5.4 非线性边界(接触问题)5.5 非线性瞬态分析5.6 非线性单元6 NASTRAN的热传导分析6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析6.5 热控分析6.6 空气动力弹性及颤振分析6.7 流-固耦合分析6.8 多级超单元分析6.9 高级对称分析7 设计灵敏度及优化分析7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析7.3 设计优化分析7.4 拓扑优化分析8 复合材料分析9 P-单元及H、P、H-P自适应10 NASTRAN的高级求解方法11 NASTRAN的单元库12 用户化开发工具DMAP语言1 简介2 MSC.Nastran的开发历史3 MSC.NASTRAN的优势3.1 极高的软件可靠性3.2 优秀的软件品质3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能3.5 高度灵活的开放式结构3.6 无限的解题能力4 NASTRAN动力学分析功能4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析4.3 复特征值分析4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析4.6 响应谱分析4.7 频率响应分析4.8 声学分析5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析5.3 材料非线性分析5.4 非线性边界(接触问题)5.5 非线性瞬态分析5.6 非线性单元6 NASTRAN的热传导分析6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析6.5 热控分析6.6 空气动力弹性及颤振分析6.7 流-固耦合分析6.8 多级超单元分析6.9 高级对称分析7 设计灵敏度及优化分析7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析7.3 设计优化分析7.4 拓扑优化分析8 复合材料分析9 P-单元及H、P、H-P自适应10 NASTRAN的高级求解方法11 NASTRAN的单元库12 用户化开发工具DMAP语言展开编辑本段1 简介NASTRAN是在1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求主持开发大型应用有限元程序。
编辑本段2 MSC.Nastran的开发历史MSC公司自1963年开始从事计算机辅助工程领域CAE产品的开发和研究。
MSC参与了整个NASTRAN的开发过程。
1969年NASA推出了其第一个NASTRAN版本, 即我们所知的NASTRAN Level 12。
1973年2月，NASTRAN Level 15。
5发布的同时, MSC公司被指定为NASTRAN的特邀维护商。
1971年MSC公司对原始的NASTRAN做了大量改进, 采用了新的单元库、增强了程序的功能、改进了用户界面、提高了运算精度和效率。
特别对矩阵运算方法做重大改进, 即而推出了自己的专利版本：MSC.NASTRAN。
1989年对MSC公司来说是具有里程碑意义的一年, 发布了经革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。
该版本包含了新的执行系统、高效的数据库管理、自动重启动及更易理解的DMAP开发手段等新特点，同溶入许多当今世界上FEM领域最杰出的研究成果,使MSC.NASTRAN变得更加通用、更加易于使用。
这一年MSC公司还推出了自行开发的用于MSC各个产品的先进的前后处理程序MSC/XL。
1991年底MSC公司与在CAD领域颇具影响的ARIES公司(Aries Technology Corp.)达成协议将CAD技术引入MSC.NASTRAN V67.5及相应产品。
1993年收购了Aries公司之后, 全新的MSC. Aries前后处理器使MSC.NASTRAN及其它产品又向领导CAE自动化迈进了一大步。
如同1989年一样,1994年对于MSC公司及MSC.NASTRAN产品而言又是一个非凡和具有历史意义的一年。
经重大改进后发布的MSC.NASTRANV68版无论是在优化设计、热分析、非线性还是在单元、单元库、数值计算方法及整体性能水平方面均较以往任何一个版本有了很大提高。
MSC公司与PDAEngineering公司的合并成功使以MSC.NASTRAN 为核心的MSC产品线更加全面,如: MSC.MVISION、MSC.PATRAN、含THERMAL、FEA、FATIGUE、ADV ANCED FEA等,同时也标志着CAE领域新时代的开始。
继1995年的MSC.NASTRAN V68.2版,1996年的MSC.NATRAN V69版, 1997年发布的MSC.NASTRAN V70版之后,当前最新版本为MSC.NASTRAN V70.5,其继续向CAE仿真工具的高度自动化和智能化方向发展, 同时在非线性、梁单元库、h-p单元混合自适应、优化设计、数值方法及整体性能水平方面又有了很大改进和增强。
通过对世界最著名的非线性结构有限元分析厂商MARC公司的收购, 使MSC公司形成了从MSC.NASTRAN到MSC.MARC全方位、功能强大、面向不同用户群的有限元分析仿真体系。
此外, MSC.PA TRAN、MSC.NASTRAN等PC-NT版的发布, 及以MSC.NASTRAN for Windows、MSC.Working Model等为代表的PC中低端产品线的不断扩大, 将进一步满足日益增长的PC微机用户需求。
编辑本段3 MSC.NASTRAN的优势3.1 极高的软件可靠性MSC.NASTRAN是一具有高度可靠性的结构有限元分析软件, 有着36年的开发和改进历史, 并通过50,000多个最终用户的长期工程应用的验证。
MSC.NASTRAN的整个研制及测试过程是在MSC公司的QA部门、美国国防部、国家宇航局、联邦航空管理委员会(FAA)及核能委员会等有关机构的严格控制下完成的,每一版的发行都要经过4个级别、5,000个以上测试题目的检验。
3.2 优秀的软件品质MSC.NASTRAN的计算结果与其它质量规范相比已成为最高质量标准, 得到有限元界的一致公认。
通过无数考题和大量工程实践的比较,众多重视产品质量的大公司和工业行业都用MSC .NASTRAN的计算结果作为标准代替其它质量规范。
3.3 作为工业标准的输入/输出格式MSC.NASTRAN 被人们如此推崇而广泛应用使其输入输出格式及计算结果成为当今CAE 工业标准,几乎所有的CAD/CAM系统都竞相开发了其与MSC.NASTRAN的直接接口, MSC.NAS TRAN的计算结果通常被视为评估其它有限元分析软件精度的参照标准,同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析工具。
3.4 强大的软件功能MSC.NASTRAN不但容易使用而且具有十分强大的软件功能。
通过不断地完善, 如增加新的单元类型和分析功能、提供更先进的用户界面和数据管理手段、进一步提高解题精度和矩阵运算效益等等,使MSC公司以每年推出一个小版本、每两年推出一个大版本的速度为用户提供MSC 新产品。
3.5 高度灵活的开放式结构MSC.NASTRAN全模块化的组织结构使其不但拥有很强的分析功能而又保证很好的灵活性, 用户可针对根据自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合获取最佳的应用系统。
此外, MSC .NASTRAN的全开放式系统还为用户提供了其它同类程序所无法比拟开发工具DMAP语言。
3.6 无限的解题能力MSC.NASTRAN对于解题的自由度数、带宽或波前没有任何限制，其不但适用于中小型项目对于处理大型工程问题也同样非常有效, 并已得到了世人的公认。
MSC.NASTRAN 已成功地解决了超过5,000,000自由度以上的实际问题。
编辑本段4 NASTRAN动力学分析功能4.1 NASTRAN动力学分析简介MSC.NASTRAN的主要动力学分析功能如：特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等。
4.2 正则模态分析用于求解结构的自然频率和相应的振动模态,计算广义质量, 正则化模态节点位移,约束力和正则化的单元力及应力, 并可同时考虑刚体模态。
具体包括:a). 线性模态分析又称实特征值分析。
实特征值缩减法包括: Lanczos法、增强逆迭代法、Givens法、改进Givens法、Householder法、并可进行Givens和改进Givens法自动选择、带Sturm 序列检查的逆迭代法, 所有的特征值解法均适用于无约束模型。
b). 考虑拉伸刚化效应的非线性特征模态分析, 或称预应力状态下的模态分析。
4.3 复特征值分析复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型, 分析过程与实特征值分析类似。
此外NASTRAN的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。
复特征值抽取方法包括直接复特征值抽取和模态复特征值抽取两种:a). 直接复特征值分析通过复特征值抽取可求得含有粘性阻尼和结构阻尼的结构自然频率和模态,给出正则化的复特征矢量和节点的约束力, 及复单元内力和单元应力。
主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、新Hossenbery、逆迭代法、复Lanczos法,适用于集中质量和分布质量、对称与反对称结构,并可利用DMAP工具检查与测试分析的相关性。
MSC.NASTRAN V70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了进一步提高, 尤其是在求解百个以上的特征值时, 速度较以往提高了30%。
b). 模态复特征值分析此分析与直接复特征值分析有相同的功能。
本分析先忽略阻尼进行实特征值分析, 得到模态向量。
然后采用广义模态坐标,求出广义质量矩阵和广义刚度矩阵, 再计算出广义阻尼矩阵, 形成模态坐标下的结构控制方程, 求出复特征值。
模态复特征值分析得到输出类型与用直接复特征值分析的得到输出类型相同。