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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。
Nastran基础培训1_简介第一章 Nastran 简介一概述1 功能齐全的大型有限元软件a. 大型：有上百万条源程序语句b. 功能齐全：进行静力、动力分析，敏度，分析与优化设计c. 实用面广：航空、航天、船舶、汽车、机械、建筑、桥梁、水力、化工、海洋、能源、橡胶等2 通用性强a. NASTRAN输入/输出格式被许多行业公认为一种标准b. 几乎所有 CAD/CAM 系统都提供了与 NASTRAN 的接口c. NASTRAN 的计算结果经常作为评估其它有限元分析软件精度的参照标准3 经过严格的检验，高度可靠性a. 每一版本发行都要经过 4 个级别，5,000 多个测试题目的考核b. 30 多年的开发与不断改进c. 3、50,000 多个用户的长期工程应用验证d. NASTRAN 已成为许多工业部门法定结构分析软件。
4 强大的用户开发程序－ DMAP关于 DMAP (Direct Matrix Abstraction Programming)a. 为用户提供由 DMAP 语言组成的固定分析流程b. 用户可以根据需要用 DMAP 语言修改与重组新的流程。
5 丰富的文献资料* NASTRAN 线性静力与模态分析指南( NASTRAN Linear Static and Normal Modes Analysis User’s Guide )* NASTRAN 基本动力分析指南( NASTRAN Basic Dynamic Analysis User’s Guide )* NASTRAN 数值方法指南( NASTRAN Nunerical Methods User’s Guide )* NASTRAN 设计敏度与优化指南( NASTRAN Design Sensitivity and Opotimization User’s Guide ) * NASTRAN 气弹分析指南( NASTRAN Aeroelastic Analysis User’s Guide )* NASTRAN 热分析指南( NASTRAN Thermal Analysis User’s Guide )* NASTRAN 超单元分析指南( NASTRAN Superelement Analysis User’s Guide )* NASTRAN DMAP和数据库应用指南(NASTRAN DMAP and Database Application User’s Guide) * NASTRAN 非线性分析指南( NASTRAN Nonlinear Analysis User’s Guide )6 主要缺点(1) Nastran 只是一个求解器，没有自己的前后处理。
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。
MSCNastran操作与实战培训教程分解随着工程技术的不断发展和进步，越来越多的企业开始采用MSCNastran这款优秀的有限元分析软件来进行机电产品的设计及分析，它是目前世界公认的有限元分析软件中最为优秀和实用的一款软件之一。
因此，对于想要真正深入学习MSCNastran软件的人来说，必须要进行一些系统的操作与实战培训，并且对于这个软件的分解也是非常必要的。
MSCNastran的操作教程1.软件的安装首先要进行的操作就是把MSCNastran软件进行安装，因此，在进行安装操作的时候，首先要确认自己的电脑是否符合安装的要求，再选择合适的安装路径，最后根据安装向导进行安装。
2.软件的集成安装完成后，需要运行MSCNastran软件并将其集成到自己的工程中，这个过程需要掌握软件的使用方法、操作步骤、及相关问题的解决方案等。
3.进行模型的建立建立模型是一项非常重要的操作，该操作需要熟知MSCNastran软件的各种建模方法，如块模型法、无限域法、及高级建模技术等，并对这些方法进行深入理解与掌握。
4.进行单元网格的划分模型创建完成后，需要进行单元网格的划分，这个过程必须要掌握MSCNastran中单元网格划分的方法及相关的技术。
5.进行分析的设置分析的设置是在进行有限元分析前必须进行的操作，需要按照一定的流程和步骤进行分析的设置，并对其进行相关的参数配置，使之达到最理想的分析效果。
6.进行模型的优化在进行模型优化时，需要掌握MSCNastran的多种优化技术和方法，如模型的形状优化、参数优化、及约束优化等，并根据模型的实际情况进行优化处理。
MSCNastran的实战培训MSCNastran的实战培训是一项非常重要的教学内容，通过实际的操作与实验，可以让学习者更直观地了解软件的操作方法和技巧，并且可以熟悉真实的工程场景，更好的实现软件的应用。
实战教学需要以实际的机电产品为样本，使用MSCNastran软件进行分析和优化处理，让学员通过实际的操作和实验加深对工程实践的认识，掌握软件的实用方法和技巧。
第三章NASTRAN 有限元模型知识1 离散化结构的描述有限元模型所需数据包括：* 坐标系* 模型几何(节点坐标)* 有限单元* 载荷* 边界条件* 材料性质A. 坐标系NX_NASTRAN 有默认的直角笛卡尔坐标系，称为基本坐标系，也称缺省坐标系。
NX_NASTRAN 允许用户建立局部坐标系,坐标系类型包括直角、柱面(r,θ,z) 与球面坐标系(r,θ,φ)。
作为一个例子，考虑如图所示的储水罐，这是一个具有半球顶的圆柱面，其轴线是偏离基本坐标系原点的。
对这种情况，建立局部柱面坐标系（γ，θ，z）和球面坐标系（γ，θ，?）来形成模型的几何记录，或检查计算出来的位移结果，显然是十分方便的。
B. 模型几何NX_NASTRAN中，模型几何用结点(Grid) 定义。
结构结点由于加载而移动：结构模型每一结点有六个可能位移（自由度），分别是：三个移动(在X、Y 和Z 方向) 和三个转动(绕X、Y 和Z 轴的转动) 。
C. 有限单元Nastran 中，单元名均以字母C 开头，C 是表示“connection”。
Nastran 中提供了以下单元：■弹簧元（性质如简单拉伸或扭转弹簧）■线单元（性质象杆、棒或梁）杆元：CROD，CONROD直梁元：CBAR，CBEAM曲梁元：CBEND■面单元（性质象膜或薄板）三结点三角形板元：CTRIA 3六结点三角形板元：CTRIA 6四结点四边形板元：CQUAD 4八结点四边形板元：CQUAD 8四结点剪力板元：CSHEAR■体元（性质象块料或厚板材）■约束元（无限刚硬，称为刚性元）·刚性杆：RROD·刚性梁：RBAR·刚性三角板：RTRPLT·刚性约束元：RBE1，RBE2·均方加权约束元：RBE3·内插约束元：RSPLINED. 载荷(1) NX_NASTRAN 可处理的载荷包括静力载荷、动力瞬态、振动载荷、热载、地震加速度和随机载荷……(2) 静力载荷包括：* 板和体表面上的压力载荷* 重力载荷* 由加速度引起的载荷* 强迫位移* 集中力和力矩* 梁上的分布载荷E. 边界条件(1) 结构对载荷的响应通过约束点或结构点处产生反力来响应；(2) 一些简单边界件：(3) NX_NASTRAN 中，边界条件通过约束适当自由度为零位移来处理。
第 4 章执行控制与情况控制下面是一个典型的Nastran 输入文件：一、执行控制语句(1) 该段语句用自由格式书写(2) 执行控制段基本功能a) 识别作业b) 选择分析类型c) 设置允许CPU 时间d) 输出诊断信息e) 设定用户编写的DMAP 系列分别说明如下：a) ID 语句* ID 语句是可选的，其作用为识别作业;* 必须为执行控制段第一条语句* ID 语句格式为：ID i1，i2其中，i1 和i2 为字符串，i1 可为 1 至8 个字符串，i2 可为任何长度的字符串。
* 每一个字符串都必须以字母开头。
* 在Nastran 输出文件的每一页开头都会输出ID 语句的内容。
b) SOL 语句* SOL 语句是必须的，用于选择分析类型（求解系列）* SOL 语句格式为：SOL n其中，n 是识别求解类型的正整数或解法系列的字符名如：SOL 101 (或SOL SESTATIC )，即线性静力分析；SOL 103（或SOL SEMODES )，即模态分析SOL 105（或SOL SEBUCKL )，即屈曲分析。
等。
c) TIME 语句* Time 语句是可选的，设置最大CPU 时间和作业I/O 时间，它的格式为：TIME t1 , t2其中，t1 为最大允许CPU 执行时间，以分计（实数或整数，缺省值为 1 分钟）；t2 为最大允许I/O 时间，以秒计（缺省值是无限大）。
注意，执行时间的默认值仅对于非常小的作业才适用。
d) CEND 语句* CEND 语句是必须的，作用是表示执行控制段的结束，情况控制段的开始。
它的格式为：CEND例子：一个简单模型线性静力分析的执行控制段：ID SIMPLE, STATICS ANALYSISSOL 101TIME 5CEND二、NX NASTRAN结构化求解序列下表为NX Nastran 提供的求解类型及其序列号：三、情况控制指令* 情况控制段是NX NASTRAN 输入文件的必须部分* 跟在执行控制段(CEND) 后，在模型数据集(BEGIN BULK) 之前* 基本功能：选取载荷与约束条件等模型数据；选取输出结果；定义子情况;* 情况控制指令均用自由格式书写1. 输出选择：TITLE = {任何BCD 数据}SUBTITLE = {任何BCD 数据}LABEL={任何BCD 数据}TITLE、SUBTITLE 和LABEL 分别定义输出每页第一行、第二行和第三行标题。
MSCNastran操作与实战培训教程分解随着计算机技术和CAE（计算机辅助工程）技术的不断发展，MSCNastran已经成为了工程师们解决结构分析问题的重要工具。
然而，初学者对于如何操作MSCNastran仍然比较迷惑。
本文将分解MSCNastran的操作教程，让初学者能够轻松上手实战操作。
1. 了解MSCNastran首先，我们需要了解MSCNastran的基本概念和用途。
MSCNastran是一种专业的有限元分析软件，可以模拟和预测各种物理现象，如结构变形、热传导、流体流动等等。
通过对复杂结构进行数值模拟分析，工程师可以更好地优化设计，提高工程质量和效率。
2. 安装MSCNastranMSCNastran是一种商业软件，需要购买后进行安装。
我们可以从MSC官方网站上下载安装包，并按照安装指南进行操作。
在安装过程中，要注意配置环境变量、路径等，以便正确调用软件。
3. MSCNastran界面MSCNastran的界面比较简洁，整体窗口可以分为三个部分：（1）图形界面：图形界面显示模型的三维模型和计算结果，可以用来进行后处理和结果查看。
（2）编辑界面：编辑界面用于输入模型数据，手动编辑各种数据文件，并通过命令行进行操作。
（3）输出界面：输出界面用于显示计算过程中产生的警告、错误信息和计算结果等。
4. MSCNastran的简单流程在使用MSCNastran进行分析之前，需要确定以下几个步骤：（1）定义模型几何：CAD软件可以用来创建模型，也可以从STEP或IGES格式的文件中导入模型。
（2）设置网格：将模型转化为有限元网络。
MSCNastran 支持多种网格类型，包括四边形、三角形、六面体、四面体、棱柱和棱锥等。
（3）定义材料和属性：定义材料类型、弹性模量、泊松比、密度和粘滞阻尼等物理特性。
（4）设置约束和载荷：设置模型的约束和载荷，包括支撑条件、力、扭矩、压力等。
（5）运行分析：启动MSCNastran，并输入数据文件以运行分析。
