0 前言
MSC Patran/Nastran是世界上使用最廣泛的有限元分析前/后處理軟件，可以為ANSYS、Nastran、Abaqus、LS-DYNA等多個解算器提供實體建模、網格劃分、分析設置及后處理，廣泛應用于聲學、熱學、電磁學、多體動力學、流體動力學、碰撞動力學及結構分析等方面。該軟件計算和分析能力極其強大，非常適用于工程相關領域有限元分析。
Patran是美國MSC公司發布的最新廣泛使用的有限元分析軟件。在實際應用中，該軟件可以為用戶提供業界更完整的有限元建模解決方案。在功能上，為用戶提供實體建模、網格劃分、分析設置等。就應用范圍而言，它廣泛應用于Nastran、ABAQUS、LS-DYNA、ANSYS等建模。
Nastran是美國MSC公司開發的大型通用結構分析軟件，具有統一的數據組織架構和全面的結構分析功能，主要包括線性分析、動力學分析、非線性分析、沖擊分析、優化設計、熱傳導及熱力耦合分析、氣動彈性及顫振分析等。
Patran/Nastran是開展仿真分析必不可或缺的工具之一，已經被廣泛應用于航空、航天、汽車、船舶、鐵道、機械、制造業、電子、建筑、土木、國防、生物力學等各個行業。對于想進國防、軍工等重點研究所工作的同學，熟練掌握該軟件絕對是一個加分項。
前述文章詳細講述了ANSYS的操作步驟及使用技巧，如ANSYS Workbench線性結構靜力分析實例操作、干貨 | ANSYS Workbench瞬態分析時間步設置方法、ANSYS Workbench結構拓撲優化方法等，本文將詳細介紹Patran/Nastran有限元分析流程。
1 建立數據庫文件
步驟1：
啟動Patran后，選擇File-->New，彈出Database窗口，在查找范圍中選擇存儲分析文件的文件夾，在文件名中輸入一個名字，點擊OK；
步驟2：
單擊Preferences，打開Analysis Preference面板，設置Analysis Code --> Nastran，Analysis Type --> Structural，單擊OK
。
2 導入幾何模型
步驟1：點擊菜單File-->Import，彈出Import窗口，在窗口右上角設置Object 為 Model，Source為SolidWorks（或其它三維軟件）；
步驟2：點擊窗口右下角的SolidWorks options，設置model unit為1000millimeters；
步驟3：在左側瀏覽文件目錄中選擇三維模型，點擊Apply，導入幾何模型。
3 有限元網格劃分
步驟1：單擊meshing，進入有限元網格劃分面板；
步驟2：
單擊meshers中的solid圖標，右側設置action - create，object - mesh，type - solid，elem shape - tet，mesher - tetmesh，topology - tet 10；
步驟3：
在input list中選擇左側視圖窗口的實體，在尺寸控制選項中，勾掉automatic calculation，輸入適當的單元尺寸，點擊Apply。
4 施加約束和載荷
步驟1：單擊Loads/BCs，進入施加約束和載荷面板；
步驟2：
單擊nodal中的displac
ement constraint，設置action-->create，object-->displacement，type-->nodal；
步驟3：
在new set name中輸入約束名稱（如SPC），單擊input data按鈕，設置需要約束的自由度；
步驟4：
單擊select applicationregion按鈕，設置select 為 geometry，在select geometry entities選擇約束點/線/面/體，
單擊Add、OK、Apply。
步驟5：單擊element Uniform中的total load按鈕，設置action - create，object - total load，type - element Uniform；
步驟6：
在new set name中輸入載荷名稱（如load），設置target element type- 3D，單擊input data按鈕，設置載荷；
步驟7：
單擊select application region按鈕，單擊右側曲面標
準圖標，并通過select solid faces在左側視圖窗口選擇承載面，單擊add、OK、Apply。
5 設置材料特性
步驟1：單擊properties按鈕，進入單元屬性面板；
步驟2：
單擊isotropic，設置action - create，object - isotropic，method - manual input；
步驟3：
在material na
me選項中輸入材質名稱，點擊input properties，打開input option面板，設置constitutive model - linearelastic，設置材料密度、彈性模量、泊松比、線膨脹系數、熱導率等物理性能參數，依次點擊OK、Apply，完成材料創建。
6 定義單元屬性
步驟1：單擊3D properties中的solid按鈕，在property set name中輸入文件名，設置options - standard formulation；
步驟2：
單擊input properties，打開input properties面板，單擊mat prop name右側的圖標打開select material面板，選擇定義好的材料，單擊OK；
步驟3：
點擊select application region，在select members中選擇左側視圖窗口中的三維實體，依次單擊add、OK、apply。
7 求解
步驟1：單擊analysis工具按鈕，進入分析面板。
單擊entire model按鈕，設置action - analyze，object - entire model，method - full run，設置文件名job name，工況名subcase，并選擇工況select subcase；
步驟2：
單擊solution type按鈕，設置分析類型，依次單擊OK、Apply，這樣patran將有限元模型提交給nastran進行運算求解。
求解完成后，nastran會輸出.op2和.XDB兩個文件作為patran的輸入。
8 后處理
步驟1：讀入計算結果。
單擊analysis工具按鈕，進入分析面板。
單擊面板中的XDB按鈕，設置action - access results，object - attach XDB，method - result entities；
單擊select results file按鈕選擇文件后綴為.xdb的文件，依次單擊OK、Apply，將nastran的分析結果讀入到patran中。
步驟2：顯示位移云圖。單擊result工具按鈕，進入結果面板。單擊fringe/deformation按鈕，設置action - create，object - quick plot，select fringe result -displacemen
t translational，select deformation result - displacementtranslational，單擊apply，顯示位移云圖。
步驟3：顯示應力云圖。單擊result工具按鈕，進入結果面板。單擊fringe/deformation按鈕，設置action --> create，object --> quick plot，select fringe result --> stresstensor，quantity --> vonmises，select deformation result -->displacement translational，單擊apply，顯示應力云圖。
文章來源：縱橫CAE
