nastran动力学培训
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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。
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。
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。