下载文档原格式
hypermesh-nastran接口应用实例视频教程模态分析与瞬态动力学分析提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 1.问题描述问题1：计算其振动模态，为下一步计算瞬态做准备. 问题2：在悬臂梁端部施加两个动态载荷。
第一个是垂直方向的按照给定的曲线变化的动态载荷。
第二个是扭矩，其变化规律为幅值A=200,角频率w=80的简谐波.对于如图所示的板(悬臂梁)：提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.模态分析1.板的尺寸为250x25x8.(Unit: mm)2.材料属性:弹性模量E=2.0e4MPa,泊松比系数v=0.28,密度d=7.8e -8.3.集中质量:质量大小m=1.0e -4,转动惯量Ixx =0.4,其余为0.实体单元表层蒙了一层壳单元，其厚度为1.0e -4mm. 约束条件:一端固定，一端自由.已知条件：提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 分析流程1.分析流程中有很多截图,截图仅仅用于说明分析过程，图片中的部分数据和视频中的内容不一致，一切以视频中的数据为准.重要提醒：提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.1.定义材料定义各向同性材料.(操作步骤见视频)提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.2创建实体单元1. 创建component ，然后先创建面单元，20x4.2. 创建实体单元属性prop_solid .3.创建component 来保存实体单元.4.拉伸面单元得到实体单元，删除面单元.因为本模型比较简单，不必使用CAD 软件创建几何模型然后倒入，这里在hm 中创建面单元，然后拉伸得到实体单元。
提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@1.创建壳单元属性prop_shell .2. 创建component 来保存壳单元.3.使用Find face 来生成表层的壳单元.4.创建一个ｓｅｔ,把壳单元保存到set中备用.2.3.创建表面的蒙皮壳单元提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.4.创建RBar 单元1.创建component 保存RBar 单元.2.通过spotweld菜单创建RBar 单元.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.5.创建集中质量单元CONM21.创建component 用于保存质量单元.2.生成质量单元.3.修改质量单元的Card Image ，编辑其转动惯量值.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.6.施加约束1.创建load collector 用于保存约束.2.把板的一端完全约束.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.7.设置模态分析1.创建load collector 用于保存模态分析.2.编辑其Card image ，设置模态分析参数.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.8.创建load case.1.创建load case ，在其中指定约束，模态分析.2.设置结果文件的格式,指定输出内容,指定输出对象.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.9.设置求解控制参数1.在control card 中设置求解控制参数.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.10.求解计算1.导出.bdf 文件.2.把.bdf文件提交给nastran 进行计算.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 2.11.查看计算结果.1.把nastran 计算得到的.pch 结果文件翻译成hypermesh 自己的格式.2.在hypermesh 的post 面板中的deformed 菜单中查看固有频率值以及对应的模态图.3.在.f06文件中查看固有频率值.提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 模态分析完毕！提供专业水平的有限元咨询和培训服务email:Simxpert@ 3.瞬态分析1.瞬态分析有直接法和模态叠加法，一般都是采用模态叠加法，也就是在模态分析的基础上再进行瞬态分析。
模态分析流程
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。
模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。
这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。
利用hypermesh和nastran做模态分析简约流程如下：
1.打开hypermesh进入nastran模块
2.定义材料
注意：对于不同材料E，NU，RHO 取值不同
3.定义属性
4.定义component
5.定义力
注意：设置所需模态的阶数，注意前六阶为刚体模态。
6.定义load step
设置SPC和METHOD,类型选择模态
7.定义control card
选择AUTOSPC,BAILOUT为0,DORMM为0,PARAM为-1 8.保存文件，在nastran中进行计算。
NX nastran中的分析种类（解算方案类型总结）（1）静力分析静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。
该分析同时还提供结构的重量和重心数据。
（2）屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。
（3）动力学分析NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。
结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。
NX 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、动力灵敏度分析等可简述如下：❑正则模态分析正则模态分析用于求解结构的固有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。
❑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。
❑瞬态响应分析（时间-历程分析）瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。
两种方法均可考虑刚体位移作用。
直接瞬态响应分析该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。
结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。
该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。
基于MSC.NASTAN的高速列车结构轻量化设计的灵敏度分析刘凯杰，俞程亮，赵洪伦(同济大学铁道与城市轨道交通研究院)摘要：运用MSC.NASTRAN软件对高速列车防爬器及车体结构进行轻量化设计的灵敏度分析，反映了灵敏度分析在高速列车结构优化设计中的重要作用。
关键词：灵敏度分析，轻量化设计，高速列车Sensitivity Analysis for Lightweight design of High-speedTrain Structure Based on Msc.NastranLiu Kaijie，Yu Chengliang, Zhao Gonglun(Institute of Locomotive and Carl Engineering, Tongji University，Shanghai 200331) Abstract: Based on MSC.Nastran software, taking anti-climber and carbody structure as examples, the sensitivity analysis was performed for light weight design of high-speed train structure. the results indicated that sensitivity analysis play an important role in optiimal design for high-speed train structure.Key words:sensitivity analysis; light weight design；high-speed train0 引言车体结构轻量化是高速列车设计的一个重要课题。
高速列车优化设计模型规模大，单次优化计算时间长，同时由于参数和约束需要根据计算历程或者计算结果进行重新设置，优化次数多，因此一个完整的高速列车车体结构优化设计过程历时长，效率低。
10.16638/ki.1671-7988.2021.03.028基于Nastran某商用车传动轴NVH模态性能仿真和试验研究孙萌，陈明亮，吴静（江西五十铃汽车有限公司产品开发技术中心，江西南昌330010）摘要：传动轴是商用车动力系统关键传动部件，对整车NVH性能有重要影响，文章针对某商用车传动轴进行了模态CAE和试验研究，C AE分析和试验结果表明，此商用车传动轴NVH模态性能满足目标。
关键词：商用车；传动轴；模态中图分类号：U463.216+.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)03-93-03Simulation and Experimental Study on NVH Modal Performance of aCommercial Vehicle Transmission Shaft with NASTRANSun Meng, Chen Mingliang, Wu Jing( Product Development & Technical Center, Jiangxi-Isuzu Motors Co, Ltd, Jiangxi Nanchang 330010 )Abstract: The transmission shaft is the key transmission component of the commercial vehicle power system, which has an important impact on the NVH performance of the vehicle. In this paper, the modal CAE and experimental research are carried out for the transmission shaft of a commercial vehicle. The CAE analysis and test results show that the NVH modal performance of the drive shaft of the commercial vehicle meets the target.Keywords: Commercial vehicle; Transmission shaft; Modal performanceCLC NO.: U463.216+.2 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)03-93-031 引言随着国家经济高速发展，人民的生活水平日益提高，商用车销量也得到快速发展，与此同时，人们对于整车NVH 品质要求也越来越高。
Nastran模态分析是一种用于预测结构系统的自然频率和振型的方法。
在进行模态分析时，Nastran可以输出结构系统的模态振动频率和对应的振型，这对于设计和优化工程结构系统非常重要。
而复数格式则是模态振型结果的一种常见表示形式，下面将对Nastran模态振型复数格式进行详细介绍。
1. Nastran模态分析的基本原理Nastran模态分析是通过对结构系统施加一定的激励（通常是单位冲击或单位阶跃信号），来获取结构系统的自由振动性质。
在模态分析中，Nastran可以计算并输出结构系统的自然频率和对应的振型，这些信息对于评估结构系统的动力响应、进行结构优化和预测结构系统在实际工作环境下的响应非常重要。
2. 复数格式的模态振型表示在Nastran模态分析中，振型通常采用复数格式进行表示。
复数格式的模态振型是一种将每个节点的振动位移表示为实部和虚部的复数形式。
这种表示形式可以更直观地反映结构系统在模态分析中的振动特性，对于结构系统的动力响应和频率响应分析非常有帮助。
3. 复数格式模态振型的优点复数格式的模态振型具有以下几个优点：- 直观性：复数格式能够直观地反映结构系统的振动特性，有利于工程师对结构系统的振动行为进行理解和分析。
- 方便性：复数格式的模态振型能够方便地和其他动力学分析结果进行比较和整合，为工程设计和优化提供更多的信息支持。
- 数学性质：复数格式拥有丰富的数学性质，对于结构系统的振动特性和频率响应的分析有很好的数学基础。
4. Nastran的复数格式模态振型输出在进行Nastran的模态分析时，可以通过设置相应的参数来指定输出振型的格式。
在输出结果中，可以得到每个节点的振动位移在复数格式下的表示，以及对应的模态振动频率。
5. 复数格式模态振型的应用复数格式的模态振型在工程实践中有着广泛的应用，主要体现在以下几个方面：- 结构系统的动力响应分析：复数格式模态振型可以为结构系统在不同激励下的动力响应提供基础。
hypermesh——nastran——模态分析。
模态分析关键步骤：1. 创建一个load collector, card image选择EIGRL(LANCZOS方法)。
然后editV1 –V2为频率范围，ND为阶数及方程组解的个数。
两者随意选择一个。
2. 创建loadstep，type为normal modes, method选中刚才创建的load collector。
3. 在control cards的sol选择nomal modes，, 如果想生成op2文件，把post也选上值为-1.4. 导出成bdf文件，启动nastran进行分析。
瞬态动力学分析如果激励是力比较好作，如果是强迫位移，老版本的需要用大质量或大刚度法把位移转换成力的载荷。
nastran 2001版以后可以直接加位移，关键步骤如下：1. 定义随时间历程曲线，创建load collectors，card image为Tabled12. 创建瞬态相应的时间步长和时间，load collectors, card image为Tstep3. 创建一个load collectors，card image为DAREA(如果是强迫位移不能用DAREA）4. 创建一个load collectors，card image为Tload1, excited选择DAREA，TID选择TSTEP，注意TYPE的选择。
5. 创建一个subcase，类型选择直接瞬态分析，DLOAD和TSTEP选择刚才创建的两个相对应的load collectors6. 导出成bdf文件，提交nastran进行分析。
如果是强迫位移，还要多两个卡，就是SPCD, LSEQ详细步骤跟以上差不多，只要把各个卡片弄懂了就很容易了。
