Patran中几何建模方法

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1. 几何建模。

Patran船舶结构有限元建模的实用技巧-机械制造论文Patran船舶结构有限元建模的实用技巧撰文/ 中船重工（武汉）船舶与海洋工程装备设计有限公司何勇目前，市面上主流的通用结构有限元分析前处理器种类众多，包括Patran、Ansys、Abaqus、HyperMesh 和Femap 等。

这五款软件在国内船舶行业均有应用，其中Patran 的用户数量很多。

本文结合笔者多年运用Patran 进行船舶结构有限元建模积累的经验，为广大同行介绍一些建模方面的技巧，以期对读者有一些帮助。

一、网格划分与编辑技巧1. 根据现有的节点撒种子对于具有曲线边界的面，例如首尾区域垂向加强的横舱壁，横舱壁与外板交线上的网格种子并不是等间距的，此时可先在横舱壁与甲板的交线上生成等间距的节点，然后将这些节点投射到横舱壁与外板的交线上，最后用Create\Mesh Seed\Tabular 方法（Coordinate Type 选Node and Point）根据投射得到的节点生成网格种子，这样得到的网格种子可以保证横向对齐。

2. 径向扫略由低阶单元变换得到高阶单元时，Sweep\Element\Extrude 是一种经常使用的方法，此方法为线性扫略。

但径向扫略的作用也不容忽视，图1 所示的立柱环筋的创建就是一个典型的例子。

径向扫略通过Sweep\Element\Radial Cyl. 方法实现。

扫略时，Axis 填写扫略平面的法向，Radial Distance填写扫略距离，为正时背离原点扫略，为负时指向原点扫略。

3. 跨越边界的单元的修改通过扫略创建甲板边板壳单元时，在非平行中体区域，会出现最外侧的一行单元跨越甲板边线的情况，此时需移动节点将其拉回到甲板边线上。

有些用户习惯使用Modify\Node\Move 方法实现这个目标，但这种方法要求输入节点要移动到的新位置，而这个位置的坐标通常是未知的，因此需先通过求交点的方法找到这个位置。

PATRAN参数化建模教程PATRAN是一款通用的有限元分析（FEA）前后处理软件。

它被广泛用于工程、航空航天和车辆行业中进行结构分析和优化。

一个重要的功能是PATRAN的参数化建模，它使用户能够轻松创建和修改复杂的几何模型。

参数化建模是通过修改输入参数来改变模型的形状和尺寸。

它可以大大减少设计过程中的重复劳动，提高效率和准确性。

PATRAN提供了几种方法来实现参数化建模。

首先，PATRAN允许用户创建几何体并定义其尺寸和位置。

用户可以使用基本的几何体（例如线、圆和矩形）或通过连接这些基本几何体来创建复杂的形状。

使用参数定义这些尺寸和位置将使用户能够轻松地修改模型。

其次，PATRAN提供了一套强大的几何操作工具，可以用来修改和组合几何体。

例如，用户可以使用平移、旋转、缩放和对称操作来移动、旋转和改变几何体的尺寸。

这些操作都可以与参数结合使用，使用户能够轻松地调整模型。

此外，PATRAN还支持特征建模，其中几何特征可以在模型中定义并重复使用。

用户可以创建特征，然后将其参数化以在整个模型中重复使用。

这样，只需修改特征的参数，整个模型就会更新。

最后，PATRAN中的参数化建模还可以与其他分析工具和优化算法相结合。

例如，用户可以使用PATRAN创建一个参数化模型，然后将其导入有限元分析软件进行结构分析。

他们还可以使用优化算法和参数化建模工具来对模型进行优化，以满足特定的设计要求。

总之，参数化建模在PATRAN中是一个非常强大和有用的功能。

它可以帮助用户快速创建和修改复杂的几何模型，并与其他分析工具和优化算法结合使用。

通过使用参数化建模，用户可以大大提高工作效率，并最大程度地减少错误和重复劳动。

patran建模步骤-回复Patran建模步骤Patran是一款常用的有限元前后处理软件，用于建立有限元模型、进行前处理工作、对有限元计算结果进行后处理分析。

在进行Patran建模过程中，一般可以分为以下几个步骤。

步骤一：准备工作在进行Patran建模之前，需要准备相关的几何模型和材料数据。

对于复杂的几何模型，可以使用CAD软件绘制，并导入到Patran中；对于简单的几何模型，也可以在Patran中直接建立几何模型。

此外，还需要准备材料的物理性质数据，例如弹性模量、泊松比等。

步骤二：创建几何模型在Patran中创建几何模型的方法有多种，可以通过导入CAD文件、绘制几何形状等方式来实现。

如果是导入CAD文件，可以选择几何模型文件的格式（例如IGES、STEP等），然后按照相关提示导入CAD文件。

如果是在Patran中直接绘制几何模型，可以使用构建几何体的命令（例如点、线、平面、体等）来创建几何形状，并按照设计要求对几何模型进行编辑和变形。

步骤三：创建网格模型在Patran中创建网格模型是进行有限元分析的关键步骤。

网格模型的生成可以通过网格剖分来实现，可以选择不同的网格剖分算法和参数，以获得满足分析要求的网格模型。

在Patran中，可以使用自动剖分命令，也可以使用手动剖分命令来创建网格模型。

自动剖分命令一般适用于简单几何形状，而手动剖分命令适用于复杂几何形状。

在进行网格剖分时，还需要设置网格尺寸、单元类型、局部剖分等参数。

步骤四：定义边界条件在进行有限元分析之前，需要定义边界条件。

边界条件包括加载边界条件和约束边界条件。

加载边界条件是指施加在模型上的外部荷载，例如力、压力、温度等。

约束边界条件是指模型的约束条件，例如支撑、固定、禁止位移等。

在Patran中，可以通过加载定义命令和约束定义命令来分别定义加载边界条件和约束边界条件。

例如，可以选择加载的单元或节点，然后定义加载类型和大小；对于约束条件，可以选择需要约束的节点或边等，然后定义约束类型和大小。

黄登项目经验总结1、CAD中描闭合边界（带圆弧）：多段线—l直线a圆弧。

当输入a则为画圆弧，再ce选择圆心，输l变回直线，输c闭合曲线。

2、创建面域时要删掉重复的边界，保证每个结点无重复无偏差。

地基和圆弧段可适当简化。

Cad中确保单位长度是实际长度，不然导入到patran中比较麻烦，标注量一下。

3、输出面域.sat文件：输入db/reg，选择面域；文件-输出-.sat文件-再选择面域即可。

4、Patran中导入面域：新建文件名—import—选择—长度单位选择None5、如何切断线？（1）选择—create plane，输入向量<1 0 0>，则建立起平面；（2）过点切断线；（3）连接两个点成线；（4）创建面。

6、如何左右协调撒种子？Type选择T abular，下面选Nodeand Point。

选择需要布设种子的点，以及线编号（需要查询），注意点中node。

7、如何渐变距离撒mesh种子？选择One Way Bias，选择线段长度L1 and L2，注意图上线段的箭头方向。

8、除掉恶心的Ctrl键？点一下左边第二个键就可以取消了。

9、如何选择非结点？有的结构结点没办法选中，如则点一下那个箭头即可。

10、如何避免三角形单元？上下边的切断数要差偶数个，如21、15差6段。

如果产生了三角形单元，那就把某条线段的种子数增加一个或者减少一个。

10、导入进来的几何体如果不是四边形，而是多边形有折坡曲线，则需要在Patran中用Plane 切断比较麻烦，则在CAD中就分好块然后分开面域导入到Paran中。

11、如何显示/隐藏？Display—Plot/Erase则可以不显示几何体(面、线)，只剩网格单元、节点。

划分单元的时候应该尽量避免三角形单元！！不能避免时越少越好~12、如何分组？分组标准：混凝土分区以及结构的折减点，如孔口、闸墩、进水口、导墙等。

Group—Create，选择所需分的组即可，一般从上至下选择分组，分好的组用Erase隐藏掉。

Patran操作步骤仅供参考,照搬的切小JJ3.1.1创建数据库文件1）任务栏中点【File】，选择New，文件名输入yuan，点。

2）会出现如图3-1这样的一个选择项，Analysis Code下选项选择MSC.Nastran，Analysis Type下的选项选择Structural，点。

图3-1 创建文件选择区3.1.2创建几何模型1）任务栏中点【Geometry】，Action→Create，Object→Solid，Method→Primitive，点击按钮，弹出如图3-2所示菜单：图3-2 创建平板菜单栏2）设定长宽高X Length list→60, Y Length list→40, Z Length list→1, 选择基点Base Origin Point List→[-30 -20 0],点，得到如图3-3所示平板。

图3-3 创建平板3）创建圆柱：点击按钮，出现如图3-4所示菜单：图3-4 创建圆柱菜单栏4）设定圆柱高Height List→5，半径Radius List→2，基点Base Origin Point List →[0 0 0]，点。

得到如图3-5所示模型:图3-5 带圆柱板5）【Geometry】菜单栏中，Action→Edit，Object→Solid，Method→Boolean，点击按钮，弹出如图3-6所示菜单：图3-6 Boolean菜单6）选中Target Solid下的命令框，左键单击平板，选中Subtracting Solid List 下命令框，左键单击圆柱，点，得到图3-7所示带圆孔板:图3-7 带圆孔板模型3.1.3有限元网络划分1）任务栏中点【Meshing】，Action→Create，Object→Mesh，Type→Solid，弹出如图3-8所示菜单：图3-8 有限元网络划分2）这里我们选用四面体自动划分网格Elem Shape→Ted, Mesher→TetMesh, Topology→Ted4, Input List→Solid 1,取消Automatic Calculation选项前的√，在Value后的命令框中输入1.0，点，得到图3-9模型。

patran实例教程3 连柄的几何模型课程 3. 连柄的几何模型目的:, 从IGES文件中输入几何图。

, 在MSC/PATRAN(Phase I)产生几何体。

32 PATRAN 301 练习手册—R7.5连柄的几何模型模型描述:本练习，将产生一个由表面构成的连柄几何模型。

首先，输入一个IGES文件，此文件包含一个表面和一些曲线。

曲线将用来定义MSC/PATRAN 中裁剪面。

建议的练习步骤:, 生成一个新的数据库，并命名为Con_rod.db。

模型近似最大尺寸是3单位，用MSC/NASTRAN作为分析代码。

, 输入名为Con_rod.igs的IGES文件，关闭除曲线标号外的所有实体标号。

, 把模型中所有外轮郭曲线链接在一起，成为第一个连续环。

, 把内部表面的边界线链接成第二个连续环。

, 用生成的两条环型曲线产生MSC/PATRAN中的表面，并在连柄顶部产生一圆孔。

练习过程:1. 产生一个新的数据库，并命名为Con_rod.db。

模型近似最大尺寸是3单位，用MSC/NASTRAN作为分析代码。

File/New Database…New Database Name con_rod.dbOKNew Model PreferenceTolerance Based on Model Approximate Maximum 3 Model Dimension: Analysis Code: MSC/NASTRAN33 PATRAN 301 练习手册—R7.5连柄的几何模型Analysis Type StructuralOK2(输入名为Con_rod.igs的IGES文件，关闭除曲线标号外的所有实体标号。

File/ImportObject : Model Source: IGES IGES File: con_rod.igsApply由于IGES格式数据文件的特点，当MSC/PATRAN发现有重复曲线时，将会问你如何处理。

课程 2. 从IGES文件输入几何体目的：⏹从IGES中输入几何体。

⏹由曲线和曲面产生一个实体。

⏹用四面体单元划分网格。

模型描述:本练习，首先生成一个新数据库，然后输入CAD几何体。

IGES格式的CAD几何体，是由一些修整过的简单曲面组成。

注意这里所要读入的文件是一个物体的四分之一。

模型的对称性可以使分析简化。

一旦输入这个IGES 文件，你就可以通过生成一些新的面来创建模型，然后将产生一个b-rep 体，并用四面体单元划分网格。

建立的模型图如下图所示，并给出构造这个模型的步骤。

建议的练习步骤:⏹生成一个新的数据库文件，并命名为gadget.db。

⏹把New Model Preference框中Tolerance设置为Based onModel。

Approximate Maximum Model Dimension为70。

设置Analysis code为MSC/NASTRAN,Analysis Type为Structural。

⏹输入IGES文件Gadget.igs。

⏹用Viewing/Named View Option命令和Viewing/Transformations命令，改变模型的方向，使模型在三维空间中更易于观察。

⏹设置MSC/PATRAN显示线为零。

⏹关掉所有的识别标号。

⏹用Geometry/Verify/Surface/Boundaries来校验边界⏹用Create/surface/Curve生成表面18、19、20和21，用前图中曲线来确定表面边界的位置。

⏹参照前图，用自动链结（Autochain）生成曲线1。

⏹用Crease/Surface/Trimmed生成表面21。

⏹用Show/Surface/Attributes显示表面的法向，并用Edit/Surface/Reverse来编辑它们，以使所有法向方向朝向体外。

⏹用Create/Solid/B-rep生成体1。

⏹用Finite Element/Create/Mesh/Solid来划分体的网格。

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1. 安装Patran：首先你需要安装Patran，从官网上下载安装即可。

2. 运行Patran：打开Patran 后，会出现一个Modeling 面板，这里点击Part -> Create New，即可开始新建模型。

3. 输入基本参数：打开后需要输入图像尺寸，接着使用“Spline”工具绘制图形，你也可以使用“多面片”工具添加基本片元。

4. 参数化模型：在工具栏上点击“Parametric Modeler”工具，你可以在右边的面板上选择参数，如边界条件，焊接和约束类型等。

5. 设计边界条件：在“Path and Boundary”面板中，你可以选择图像的边界类型，点击“Create Boundary”，接下来你可以拖动左边的小框框来设置你想要的边界类型。

6. 导出结果：最后，将你的模型导出成STL、数据或者其他可用格式。