NX Nastran簡介

2009年5月31日 15:53

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源于美國國家航空航天局 (NASA)的結構分析軟件Nastran經過40年的發展已經成為世界上最為著名的有限元求解程序，擁有最為廣泛的用戶群，其解算結果和數據格式已經成為CAE行業標準。
NX Nastran 是經美國政府認證的兩個商業版Nastran之一，現正廣泛用于美國工業界及NASA各研究所。NX Nastran是由西門子/UGS PLM Software 研發、維護的全球標準Nastran，產品主要包括Professional Package、Dynamics Package、TMG Thermal Package、Server Package四個標準包及配選的功能模塊。合理的價格及堅強的技術團隊讓每個CAE工程師都能使用全功能的Nastran圓滿地完成分析、仿真任務。
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北京科思誠科技有限公司
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主要模塊及功能介紹
? NX Nastran Basic（基本模塊）
NX Nastran基本模塊是NX Nastran的一個核心子集，包括一套強健的線性靜力學、模態、屈曲分析和基本非線性等功能。其分析功能包括：
1. 線性靜力分析（包括慣性釋放）
2. 正則模態
3. 屈曲分析
4. 模型檢查
5. 復合材料分析
6. 傳熱
7. 基本非線性分析
? Optimization（優化）
NX Nastran的優化過程由設計靈敏度分析及優化兩大部分組成，設計靈敏度分析用于評估設計變動對結構的影響程度。有效的優化算法允許在大模型中存在上百個設計優化變量和響應。設計靈敏度和優化分析支持的分析類型包括：
1. 靜力分析
2. 模態以及屈曲分析
3. 瞬態響應、頻率響應
4. 氣動彈性和顫振分析
? Superelements（超單元）
超單元模塊在求解超大的復雜有限元模型時具有關鍵的作用，它可將大型結構分解為較小的同等子結構集合，這些子結構稱為超單元。該模塊可用于所有NX Nastran 分析功能，在大型的完整系統分析中特別高效，例如整架飛機、車輛或者輪船；同時該模塊可執行增量或者部分裝配求解，大大提高了運算效率。
? Dynamic Response（動力響應）
動力響應模塊可在時間和頻率領域內評價產品性能。結構動力學分析是Nastran的最強項之一,方法有直接積分法和模態法，可考慮各種阻尼 (如結構阻尼、材料阻尼和模態阻尼)效應的作用。主要分析類型有：
1. 頻率響應分析
2. 瞬態響應分析
3. 隨機振動響應分析
4. 沖擊譜響應分析
? Aeroelasticity（氣彈分析）
氣彈分析模塊可預測產品結構性能在風場中的動力穩定性和動態響應，氣動彈性問題涉及氣動、慣性及結構力間的相互作用，可以進行飛機、導彈、懸索橋、電視發射塔甚至煙囪和高壓線的氣動彈性分析和設計。氣動彈性分析功能主要包括：
1. 靜態及動態氣彈響應分析
2. 結構顫振分析
3. 氣動彈性設計靈敏度和優化
4. 亞音速和超音速分析
? Advanced Nonlinear（高級非線性）
高級非線性模塊集成了世界最先進的ADINA解算技術，包括隱式求解器Sol 601和顯式求解器Sol 701，支持分析類型包括：
1. 1、材料非線性，例如
-- 墊圈(Gasket)材料、超彈性材料
-- 粘彈性材料、彈塑性材料
2. 幾何非線性，接觸問題，例如面接觸、自接觸等
? Rotor Dynamics（轉子動力學分析）
轉子動力學分析主要解決旋轉機械的動力設計，振動分析，故障診斷等問題。它的主要任務是：預計臨界轉速，預計轉子不平衡引起的同步振動響應，預計開始失穩的門坎轉速以及轉子在加速或減速過程中的瞬態響應。NX Nastran轉子動力學是基于SOL110(復模態)實現的，支持非對稱轉子分析,可以分析航空發動機、壓縮機、離心機、汽輪機、渦輪機和泵等旋轉機械轉子系統的陀螺力矩和動力學特性。
? DMAP
DMAP (直接矩陣提取程序)是NX Nastran高效的二次開發語言，已有30多年歷史。DMAP主要功能包括：
1. 幫助用戶改變或直接產生新的求解序列,實現矩陣的合并、分離、增加、刪除，或將矩陣輸出到有限元后處理、機構分析以及測試相關性等一些外部程序中。
2. 用戶可利用DMAP編寫用戶化程序,操作數據庫流程。
? Enhanced Parallel Processing（增強的并行計算性能）
NX Nastran包含強大的并行計算求解功能，大大提高了在求解超大模型時的效率。NX Nastran不僅支持共享內存式單機多CPU并行SMP；同時也支持分布式多機多CPU并行DMP，可用于工作站集群，尤其特別地，其獨特的HDMP支持模型同時按幾何和頻率范圍進行分割，極大地提高計算效率。
? TMG Thermal（TMG熱分析）
TMG Thermal包含了解決大多數通用工程問題所需的靜態和瞬態熱力分析功能，包括傳導、對流、輻射和相位變化的建模與分析。TMG Thermal 提供了一套完整的熱力邊界條件和求解程序控制，以及一套供裝配件使用的功能強大的熱力建模工具。
? TMG Advanced Thermal（TMG高級熱分析）
TMG Advanced Thermal中增加了許多高級熱力和流體流動分析功能，包括管流分析建模、強迫對流分析。此外，它還提供廣泛的高級工具，用于分析高級輻射和航天器模型，模擬包含太陽和行星的環境熱、軌道、鏡面反射和光影追蹤與鉸接的相對運動結構等。它同樣支持高級求解特征，如用戶編寫的子程序、模型簡化、子結構以及與其他工業軟件的接口。
? TMG Flow（TMG流分析）
TMG Flow提供一套綜合的三維計算流體動力學（CFD）解決方案。TMG Flow使用高效的基于單元的有限體積法求解程序，計算靜態和瞬態應用中的三維流體速度、溫度和壓力。當它與TMG Thermal組合使用時，可以解決范圍廣泛的多種物理問題，這些問題涉及流體流動和熱傳導，低速與高速的可壓縮或不可壓流動等。

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