MSC .patran問題集_應該有用

MSC FAQ,可能老了點兒,不過應該還有點用

MSC.NASTRAN FAQ

Q:對于有限元或MSC.NASTRAN的初學者,MSC.NASTRAN有哪些入門手冊?
A:MSC.NASTRAN Getting Started User's Guide與MSC.NASTRAN Common Questions and Answers。

Q:如何找到MSC.NASTRAN在不同工作平臺的運算效率比較資料?
A:從網址
http://www.macsch.com/tech/performance可找到相關資料。

Q:在MSC.NASTRAN分析時若在*.f06文件出現fatal message 9050時代表什么情??
A:此為有限元分析初學者最容易遇到的錯誤信息。就靜力分析而言,它代表你定義的模型約束條件不足,造成結構在外力作用下會有剛體運動(Rigid Body Motion)或機構(Mechanism)的狀?。詳情請參考MSC.NASTRAN Reference Manual第15章或是MSC.NASTRAN Common Questions and Answers中Miscellaneous部份的What is Meant by the Term "Mechanism"?一節。

Q:在MSC.NASTRAN分析時若在*.f06文件出現fatal message 3060時代表什么情??
A:它代表MSC.NASTRAN在分析時無法找到授權密碼,或是授權密碼過期或錯誤。詳情請參考MSC.NASTRAN Reference Manual第15章或是MSC.NASTRAN Common Questions and Answers中Diagnostic Messages部份的What Does "User Fatal Message 3060 … Option xxx Not in Approved List Mean?一節。

Q:甚么時候?使用參數K6ROT?是不是所有的板單元都可使用K6ROT?
A:K6ROT代表CQUAD4, CTRIA3, CQUADR與CTRIAR等單元在法線向量(Normal Vector)方向上的旋轉剛度,對CQUAD8和CTRIA6是沒有作用的。基本上在MSC.NASTRAN的求解序列101中,它的缺省值為零;在非線性的求解序列(106和129)中,它的缺省值為100。而參數AUTOSPC可用以解決"平"板K6ROT在K6ROT=0時的奇異性(singularity),但對"曲"板則有問題。在MSC.NASTRAN另外有參數SNORM可用以解決"曲"板的奇異性。詳情請參考MSC.NASTRAN Reference Guide第六部份或是MSC.NASTRAN Common Questions and Answers中Elements部份的What Value Should I Use for K6ROT一節。

Q:為什么用SPCD來定義強制位移,MSC.NASTRAN分析后結構如果變形仍為零?
A:在MSC.NASTRAN中,如果在某個點的某方向用SPCD定義了強制變形,則在相同方向上亦須用SPC或SPC1將以固定,否則就會出現變形不生效的狀?。

Q:在MSC.NASTRAN分析時若在*.f06文件出現fatal message 2101時代表什么情??
A:如果一個節點已經由MPC(Multiple Points Constraint)定義為dependent node,則表示它的某些自由度將依?independent node來決定,故SPC只能定在independent node上。Fatal message 2101會出現是因為用戶把SPC定在dependent nodes上。

Q:當分析大模型或是運行動態、非線性分析時,會遇到內存或臨時文件硬盤空間不足的問題,有沒有揠法在運行分析前就盍知所需的內存或臨時文件硬盤空間,而不必浪費時間去嘗試錯誤?
A:決定分析時所需內存或臨時文件大小的因素很多,除了節點數量之外,也受分析類型的影響。為解決用戶的困?,MSC.NASTRAN提供有特殊的工具,讓用戶在真正運行分析前就得到盍估量:那就是運行分析程序時,增加一個Keyword―“estimate"。有關"estimate"的使用請參考MSC.NASTRAN Configuration and Operation Guide.

Q:利用TABLES1卡來定義非線性應力-應變曲線,其Xi,Yi pairs中的Xi代表應力、Yi代表應變??
A:相反地,Xi代表應變,Yi代表應力。

Q:我想做模態分析(Normal modes Analysis)或屈曲分析(Buckling Analysis),但結構中有Preload(或Prestress)存在,MSC.NASTRAN可以做??如果可以,如何做?
A: MSC.NASTRAN中可以做Preload(或Prestress)的模態分析和屈曲分析。基本上Preload會影響結構的剛度,故分析必須把其對結構剛度的影響見入。詳情請參考MSC.NASTRAN Reference Manual第15.3.14與15.3.15節。

Q:何處可以找到非線性分析數值理?與應用的相關資料?
A:基本上非線性分析是將載荷切割成幾個增量區段,在每個區段視幾何非線性(大位移) 、材料非線性或收?速度的需求做剛度矩陣(stiffness matrix)的重新計算,然后迭代?找能與增量載荷平衡的增量位移,對于非線性程度愈高的問題,則載荷的增量區段必須礦短或剛度矩陣的計算鐸率必須提高以取得收?的結果。而對于非線性屈曲問題,則必須選用弧樘追?法(Arc-Length Method)以??迭代過程中載荷可能驟?的現象。關于非線性分析的用戶介面請參考MSC.NASTRAN Reference Manual 第15.3節,而詳細的數值理?部份請參考MSC.NASTRAN Handbook for Nonlinear Analysis第三章。

Q:如何改善非線性接觸問題的收?性?
A:因為在非線性接觸(Contact)問題中可能出現剛度驟增(甫接觸過程)或驟?的現象以導致收?解不易獲得,建議可提高剛度矩陣更新的鐸率以提高收?性。最簡便的方法則是將非線性靜力分析的控制卡NLPARM中的KMETHOD設為ITER,而KSTEP設為1;或非線性瞬態分析的控制卡TSTEPNL的METHOD設為TSTEP,而KSTEP設為1 ;以最高鐸率的剛度矩陣更新換取最佳的收?性。

Q:為何我使用CBAR單元,不管是幾何非線性或材料非線性均未能發生作用?
A:在MSC.NASTRAN中并非所有的單元均具有非線性的性質,而CBAR單元就是其中之一。關于有哪些單元支持幾何非線性或材料非線性,請參考MSC.NASTRAN Reference Manual第15.3.8節。

Q:什么是多點約束(Multiple-Points-Constraint,簡稱MPC),它的用途又在哪里?
A:MPC是一個數學關系式用來代表不同節點(Grid)間的位移自由度的線性組合,它可以用來定義兩個物件的接合、將一群節點定義為剛體、連接不同類型之單元(1D對3D或2D對3D)、或輸出兩節點的相對位移。有興趣的讀者請參考MSC.NASTRAN Reference Manual第5.5節或MSC.NASTRAN Common Questions and Answers 3rd Edition之Elements部份有關Rigid Elements之說明。

Q:如何連接1D與3D單元、或是2D與3D單元?
A:基本上因為不同類型單元在共用節點的剛度矩陣自由度并不相同,需要利用MPC來消弭此剛度矩陣自由度不相容的問題。但MPC對于MSC.NASTRAN的初學者來說使用起來可能稍有難度,所以MSC.NASTRAN自69版開始又提供了RSSCON單元,讓用戶有較簡便的方式來定義2-D對3D單元連接。有關于不同類型單元連接技術細節請參考MSC.NASTRAN Common Questions and Answers 3rd Edition有關Modeling部份之說明。

Q:RBE2與RBE3單元之差別?
A:基本上RBE2是用來定義結構強度遠大于其他部份之結構(可忽略其變形),若將外力作用在其independent node上,則亦可將外力均布到dependent nodes上,但基本上所有節點(node)的相對幾何關系并不會改變(就像一個剛體);而RBE3則是純粹用來定義力的分配,但仍容許其定義節點(node)的相對幾何關系有所變更。細節請參考MSC.NASTRAN Common Questions and Answers 3rd Edition的Elements部份有關Rigid Elements的說明。

Q:如何模擬加肋的平板?
A:如果加強肋截面為矩形,則加強肋可用2D單元模擬;但若為其他形狀截面,則使用1D單元(CBAR或CBEAM)將是較佳的選擇,但必須注意如果使用2D單元的節點直接定義1D單元,則1D單元截面中性縈與定義節點間將有偏移量(offset)要定義。詳情請參考MSC.NASTRAN Common Questions and Answers 3rd Edition之Modeling部份有關"How Should I Model a Stiffened Plate"的說明。

Q:當MSC.NASTRAN運行時出現硬盤空間不足的問題,如何更改其目錄設定?
A:臨時文件所在目錄是由參數"sdir"所決定,此參數可在運行MSC.NASTRAN分析程序時直接作為附加選?,或是修改位于MSC.NASTRAN軟件安裝目錄之"conf"子目錄下nast705rc 文件中的永久設定。

Q:如何在不同電腦工作平臺間轉換xdb文件?
A:如果兩工作平臺的二進制(binary)格式相容則可以直間傳輸復制;若不相容則可利用MSC.NASTRAN所提供的trans與receive程序做傳輸轉換。細節請參考MSC.NASTRAN Configuration and Operations Guide有關Utility Program一章的說明。

Q.MSC/NASTRAN的管道的曲率中心如何確定?
A PBEND單元的曲率半徑中心是線單元A->B的中垂線 與 AO (A為單元的起點,O為CBEND卡給定的用于確定管道方向的節點)或矢量(CBEND卡中給)方向的交點 詳見<>第517頁.




MSC.PATRAN FAQ

Q:什么是PATRAN Shareware Utilities ?
A:MSC.PATRAN提供了一些免費而好用的工具程序在安裝光盤中,用戶可以透過這些小工具簡化許多日常的操作。而因為這些工具尚未通過嚴格的一系列完整?試,用戶在使用上請稍加注意。8.0版的用?若須要安裝這些小工具,請參照以下方法: UNIX版:
運行安裝光盤中的mscsetup,指定適當的安裝目錄后,選取安裝1. MSC.PATRAN Core Application并運行4. Custom Installation。進入下層選單之后,將1~5的選?全部都切換成no不要安裝,接著按下C 繼續。在此選取2. MSC.PATRAN PCL utilities后,?著指示即可將這些工具安裝到硬盤中。若要使用這些Utilities,則請先切換到以下目錄/msc/patran80/shareware/msc/unsupported/utilities,將 "p3epilog.pcl" 復制到 /msc/patran80下,并改名為 "p3patran.pcl"。下次進入PATRAN時,便會發現在主選單的右邊將會出現一個"utilities"的菜單。
Windows NT版:
在安裝時,已經內定將此一工具選取安裝,用戶只需將c:\msc\patran80\shareware \msc \unsupported \utilities \p3epilog.pcl復制到c:\msc\patran80下,并改名為p3patran.pcl即可。若當初安裝時并未安裝此一選?,則請重新安裝Core Application中的 MSC.PATRAN PCL utilities。 ?對各個不同的工具程序,在上方都有一個 "Show Description…" 的按鈕,?對功能做個大致的介鉸。坐而言不如起而行,請大家現在就來試試這些好用的小工具吧!

Q:如何讀取ABAQUS的輸入文件 (*.inp) ?
A:安裝完shareware utilities之后,會產生/msc/patran80/shareware/msc/unsupported /utilities /READ_ABAQUS的目錄,在此目錄下會有各平臺所需的文件 (如DECA, SGI5…),進入適當的目錄后,運行以下指令進行安裝;
UNIX版:
將abardr copy 至 /msc/patran80/bin/exe中,并運行 ln-s .wrapper abardr 此一命令。
Windows NT版 :
將abardr.exe copy 至 c:\msc\patran80\bin即可。運行方法為在PATRAN開一個新的文件并選取ABAQUS的界面并存?,接著開一個DOS視窗 (UNIX下則為Terminal),輸入以下指令即可:abardr input_filename patran_database_name 目前支援的ABAQUS輸入文件的格式,詳細記錄在同一目錄中一個abaqus_keywords.fm的Frame Viewer文件中。而其余對應不同平臺的相關目錄,可直接加以?除以節省硬盤空間。

Q:如何設定PATRAN的工作環境?
A:在個人工作目錄及PATRAN的安裝目錄中,都有一個叫做settings.pcl的純文本文件,用戶可以?對自己的工作環境對此一文件加以修改。如欲設定成滕開PATRAN前?問是否需要存?,則可加入一行:pref_env_set_logical( "revert_enabled", TRUE )。而其余相關設定,用戶可參考MSC.PATRAN Version 8 Installation and Operations Guide,第5.3章中用戶環境的設定。

Q:如何將PATRAN NT的工作環境最佳化?
A:控制面板→系統→性能→選定提高前臺應用程的性能→無;?擬內存調整為至少200M的硬盤空間。

Q:如何讓兩個相臨實體,網格亦同樣連續?
A:若當初在建構這兩個實體時,乃共用同一個相臨面而非各自獨立產生,則PATRAN在會自動將兩個相臨的3D網格,進行相連結的動作,用戶并不需要手動去做這些修正。但若當初建構幾何時有若干困難,而讓兩個實體并未具有共用面時,則可嘗試以下幾種方法: 將其中一個實體加以Disassemble,產生許多將此一實體包圍的外表面。利用這些外表面,以及和另一實體的相臨表面來組成一個新的實體。在產生新的實體的過程中,必須注意各外表面的正向都必須朝向實體之外。若上述方法失效,則可以試著先對交界面來作2D的網格切割。2D的網格可藉由建立關連(Associate)的方式,輕易的建立連續的網格。之后,再將這些2D網格與個別與實體建立關連,這樣再對實體做網格分割時,PATRAN就會自動建立和外表面的2D單元相結合的3D網格,也就是會和另外一個相臨實體的網格相連接。 若上述方法依舊不適用,則可以試著不要由幾何的實體來切割網格。請試著先對兩個相臨實體的外表面進行2D網格的切割,并運行Equivalence 的動作。接著便可以直接由包圍在外表面的2D網格,產生內部的3D實體網格。 在嘗試以上幾種方法時,必須注意的是單元及外表面的方向性都必須是朝向實體的外部,否則將出現警告訊息而無法繼續。若以上方法皆有困難,最后萬不得已時,可以手動的方式移動節點,強迫兩個實體的網格相連結。但這樣的方法常會產生較低品質的單元,一般并不建議使用此一方法。



Q:如何設定運行PATRAN NT時,相關文件的內定放置目錄,而不會全部放置在桌面或根目錄上?
A:PATRAN NT內定會將相關文件放在個人的目錄下 (Home Directory),但若用戶并未設定此一目錄,則系統內定會將其設定為系統的根目錄下。用戶可以利用程序→管理工具(公用) →用戶管理器,選取欲設定的用戶后,按下「屬性」按鈕,在「宿主目錄」位置指定適當的目錄名稱即可。另一個方法是直接開一個DOS的窗口,并切換到偏好的目錄,直接輸入PATRAN即可。用戶亦可以直接修改PATRAN程式的快捷方式,將起始目錄改為偏好的目錄。

Q:在安裝PATRAN NT 8.0版之前,必須先安裝Exceed 及Exceed 3D ver 6.0.2以上的版本。有哪些設定是必需的?
A:請參考以下步驟調整部份Exceed的設定,以達到性能的最佳化: 顯示的速度過慢:控制面板→系統→環境→系統變量→Display,將原本的設定值127.0.0.1:0更改為:0。 若在PATRAN中做動態的實體旋弈時,會變成線框的方式顯示,請運行c:\Program Files\Exceed.nt\Xconfig.exe→ Protocol → Extensions…,并將GLX的相關按鈕選取。當鼠標的焦點在GLX上時,按下中央的Configure… → Direct Rendering → OK。關閉Exceed的所有視窗并試著重新運行PATRAN,試試看到底有哪些不一樣了… 若欲將PATRAN中的文字剪貼到其他Windows應用程序,則同樣運行Xconfig后,按下 X selection的按鈕,將三個將對應的選?全都選取。 安裝Exceed之后,在桌面上出現了一只小鳥的圖形無法移除?請運行c:\Program Files\Exceed.nt\HNTUNE.exe,將原本設定在「桌面」的按鈕改為放在「我的電腦」中。



Q:為何PATRAN NT的online help中,會有些文字顯示異常?
A:PATRAN 的Online Help都是采用Adobe Frame Viewer的?格,而NT版的字形乃是經由Adobe Type Manager來控制。因安裝時并未將適當的字形加以安裝,因此會有些文字顯示異常。請運行Adobe Type Manager,選擇c:\PSFONTS\PFM\ZapfDingbats后按下Add并滕開,重新進入help即可看到正常顯示的文字了。
 
Q:如何修復破壞的PATRAN Database?
A:PATRAN 目前的Database系統非常穩定,尚未發現任何無法修復的破壞的Database。大部分的情?下,用戶可以先開?一個新的Database,接著利用File→Import→Source: MSC.PATRAN DB,選取破壞的Database并按下Apply,原本的資料便會?利的轉換過來。若仍有無法處理的Database,請直接將文件寄給我們,我們非常樂意為你解決問題。

 
Q:為何無法讀取舊版PATRAN Database?
A:在PATRAN 8.0版之前的Database系統,是采用Borland 的InterBase作為其核心架構,而8.0版之后為了增進效能及穩定性,改采MSC自行研發的PATRAN Database系統。因此若要在PATRAN 8.0以后的版本中,讀取舊有的文件,則必須在?臺機器上安裝InterBase的程序以便自動運行轉換。?程序在舊版的安裝光盤中皆有提供,安裝完成后請重新開機。若在轉換過程中出現失?,則請先用舊版PATRAN開?此一Database,修正模型中現有的問題后再進行轉換。

 
Q:如何變更PATRAN視窗的背景顏色?
A:Windows NT的用戶,常會希望能將PATRAN視窗的底色由黑色換為白色,以便能夠直接?取屏幕圖形作為?表輸出。最簡單的方式便是由Display→Color Palette→HLS,選取黑色并將Lightness的?縈由0.0改為1.0,同時將白色的Lightness由1.0改為0.0。 此時若以Shaded Smooth的實體方式顯示,圖形會較不美觀,此時可以利用Display→Light Source→Target Light Source,選取目前顯示在圖上的光影,將色彩由目前的黑色切換為白色或是其余顏色即可。而在Result選單的Fringe Plot中,也會因黑白的互換而讓圖形的顯示較為難看。此時有兩個解決方法:(1)將改變后的黑色改為灰色,這樣的圖形會較為美觀;(2)Display→Spectrum→Create,給定一組新的Spectrum名稱,并選取使用15個顏色(或更少),則黑色的區塊會自動被剔除,且屏幕上的Fringe圖形將自動更新。

 

Q:我用PATRAN建立ABAQUS或MSC/AFEA的2D平面應力或平面應變的模型時,所有?設的條件均已定義清楚,為何再產生ABAQUS的輸入文件時會有錯誤?

A:在ABAQUS的平面應力、平面應變與縈對稱的模型中,所預設的座標是參考X-Y平面(Z=0),所以在PATRAN中必須確定所建立的網格(mesh)是在X-Y平面上。

 
Q:如何在PATRAN中定義單位?

A:PATRAN中并無特定的單位系統,用戶具有相當大的?性可以自行定義所使用的單位,但相對的,用戶也必須特別加以注意所使用的單位系統是否一致,以免發生結果誤判。
 

Q:那么要如何在PATRAN中轉換單位?

A:利用PATRAN中的Group→Transform→Scale,可以輕易的將PATRAN的model在各座標系統間進行轉換。但須注意的是,此一轉換只會將座標尺寸加以轉換,而外力與邊界條件、單元特性與材料常數等資料并未自動加以轉換,用戶必須特別注意。(外力及邊界條件可利用放大因子[scale factor]的來快速修正)
 

Q:何謂一致的單位系統?

A:請參照下表,使用適當的單位系統,以SI單位為例,則樘度為公尺,力的單位為牛钅(N),而應力單位則為Pa (N/m2)。


Quantity SI Metric Imperial mm/kg/ms mm/tonne/s
Cm/g/μm
Length meter
(m) Centimeter
(cm) inch
(in) Millimeter
(mm) Millimeter
(mm) Centimeter
(cm)
Time second
(s) s s Millisecond
(ms) s Microseconds
(μs)
Mass kilogram
(kg) gram
(g) lbf-s2/in Kg tonne
(103kg) Gram
(g)
Force Newton
(N) dyne poundforce
(lbf) KN N 1012dyne
Density kg/m3 g/cm3 lbf-s2/in4 kg/mm3 tonnes/mm3
g/cm3
Stress Pascal
(Pa) μbar lbf/in2 GPa MPa
(N/mm2) Mbar
Energy Joule
(J) erg lbf-in J 10-3J 1012erg
Temperature Kelvin
(K) Kelvin
(K) Kelvin
(K) Kelvin
(K) Kelvin
(K) Kelvin
(K)
Angle Degree Degree Degree Degree Degree Degree

1 kgf ~ 9.81 N ; N = kg m/s2 ; 1 slug = 1
lbf-s2/ft = 12 lbf-s2/in


Q.用PATRAN后處理時,如何才可以得到有制定點編號,且有X,Y,Z坐標及計算結果的輸出文件?

A.具體步驟如下:
(1) enter "Insight" ;

(2) Create-> Cursor ;
(3) Click "Result Selection" button and choose
one result ;
(4) Apply
(5) Push down "cascade spread sheet" toggle
radio ;
(6) Select nodes or elements you want to
output , or just input node IDs directly in the
"ID list" databox and "Enter" , for example
"Node 1:10:2";
(7) Click "output to file" and input a
filename
(8) click "Format", highlight "ID, Coordinate
and Values"
(9) Apply


Q. (PATRAN)如三維溫度場已知,想求沿Y軸的X-Z平面上的溫度場分布等值線?

A.步驟:
(1) enter "Insight" ;
(2) Create->Isosurface , then :
Input an " Isosurface name " , for
example "myiso" ;
Set "Isosurface Value " Coord ;
Click "Coordinate Selection" button ,
select proper axis , and "OK" ;
Apply
(3) Create->Contour , Then :
Click "Result Selection" button and
select "1.1 temperature " ;
Set "Target" from "Free Face" to
"Isosurface" , then highlight "myiso" ;
Apply ;
(4) Now you have seen the temperature contour on
certain plane . Furthermore , this contour can
be dynamically display along certain direction
through the Mouse from Menu : Insight Control ->
Isosurface Control .


Q. 如何使用自編程序與PATRAN模塊接口?用已有數據文件生成PATRAN幾何模型?

A. 可用PCL來解決.
PCL ( Patran Command Language ) is a common way
to connect user's data and program , including
add complex boundary condition . PCL is C-like
computer language . You can find it in Volume 4
Part 9 of <> . You can down a simple example
here , which can be read by ADOBE Acrobat reader
3.0 .







MSC.DYTRAN FAQ



Q:我不想在后處理時看到已經破壞的單元怎么辦?

A1:利用PATRAN看分析結果時,在Results→Create/Fringe的第四個按鈕Plot Options中設定Filter Values,目前的選?有None、Minimum、Maximum、Range、Exclude,缺省選項為None。例如選Filter Values = Maximum,則凡所顯示的分析結果若超過此設定值就不顯示在PATRAN的viewport上,此法適用于模型中只有單一材料的情況。

A2:首先,在DYTRAN的輸入文件中設定破壞單元的輸出控制參數如下, PARAM, FAILOUT, NO 即是說,若單元在分析過程中達到所設定的破壞標準時,則不必將這些單元輸出到結果文件(*.ARC)。然后,當分析完成后,進入PATRAN觀看結果時,讀入第一個結果文件(**_0.ARC)的model的資料(Analysis→ReadArchiveFile/Model),再讀入分析過程中所有DYTRAN寫出的結果文件的result資料(Analysis→Read Archive file/Results,選**_##.ARC),最重要的是在Results→Create/Fringe選好要觀察的參數后,例如應力或應變,記得在第四個按鈕Plot Options中,設定Averaging Definition/Domain = Element Type,則所顯示的分析結果,如動畫,就不會將已破壞單元顯示出來,用戶就可以觀察到分析模型中單元因破壞而消失的畫面,此法適用于模型中不只有單一材料的情況。



Q:如何通過PATRAN V8.0NT建立DYTRAN V4.6NT的輸入文件?

A:PATRAN V8.0NT的安裝光盤暫不提供DYTRAN的界面安裝程序,目前的作法是使用者必須自MSC的總部網站免費下載此界面程序或聯系中國各辦事處取得,再自行安裝。詳細安裝方式請瀏覽我們網頁的說明:
http://www.mscsoftware.com/ →Products and Services→MSC/DYTRAN→MSC/DYTRAN Support→Software Updates→MSC/DYTRAN Preference for MSC/PATRAN V8.0 on NT 或 http://www.mscsoftware.com/ →Support, Training and Documentation→Product updates→ MSC/DYTRAN Preference for MSC/PATRAN V8.0 on NT 自PATRAN V8.5NT開始,就可以直接從PATRAN 的CD安裝DYTRAN的界面。而要在PATRAN中載入DYTRAN的模板( template )的方式也與以前UNIX版本相同,詳細說明請參考MSC/PATRAN MSC/DYTRAN Preference Guide 1.4節的說明。


Q:下列的警告訊息代表何意?
%W-P4027101-P4LZT8I1_MOD24_STRAIN_RATE_WORK,,, Time step 2.106E-07 too large for correct stress rotation Use corotational stress formulation by specifying a CORDROT

A:(譯自TAN3985) 在三維(3D)應力狀態大部份是以應力張量來表示,任何張量都具有相對的應力主軸(principal axis),當應力狀態變化時,此應力主軸也會跟著轉動,就如同材料受力變形一樣。在一般的流體動力分析程序中,例如DYTRAN,3D的應力狀態會被分解成考慮體積變化的靜水壓力(hydrostatic pressure)與形狀變化的偏移應力(stress deviator)兩個分量成分,在理想的流體動力學的假設中,偏移應力的大小等于零。 基本上,材料的變形與應力張量的旋轉都是根據全局坐標系統(global coordinate)來定義的。 對材料的變形來說,一般是不必刻意計算應力張量的旋轉量,因為我們所需要的變形可從單元相對于全局坐標系的位移取得,對靜水壓力來說也是一樣,因其主要考慮的是體積與質量的變化。 對評估一個完整的應力狀態來說,這樣的信息可能不夠,程序必須還有旋轉的向量以求出確定的應力主軸。 在分析程序中(DYTRAN),我們假設應力張量在時間增量內的旋轉變化是以一個極小的角度(small angle)進行,當計算過程中程序發現應力張量的旋轉角太大時,程序會發出警告訊息指出應力張量的旋轉已超過假設的小角度。 我們必須有確定的應力張量,才能進一步藉由正交化的矩陣運算求出應力、應變、極值點、應力偏移量(stress deviators)等;因為材料的性質與狀態方程(Equation of State)都是根據應力主軸而定義的。 在DYTRAN中,CORDROT指令可允許使用者定義局部(local)坐標系統給Lagrangian固體單元,以節省計算應力張量的旋轉大小;于是,此應力張量因為永遠依循材料局部的坐標系統描述,故計算上可以任意旋轉而不管小角度轉動的限制,這個根據局部的單元坐標系統所表示的應力張量,事實上都與材料性質的方向相去不遠,只要稍加修正 即滿足小角度轉動的假設。詳閱用戶手冊中關于CORDROT的說明,書上將會解釋材料的局部坐標系統如何與固體單元的坐標系統結合。 在DMAT或DMATEL卡中,第九個欄位所填入的CID即為CORDROT的編號,在CORDROT中,G1、G2、G3代表的是組成實體單元八個節點的其中三個。 若CORDROT中,G1、G2、G3未填入任何數字,程序會采用省缺的設定選出三個節點,而此三點就用來表示材料局部范圍的坐標系統以供應力張量旋轉時的計算。 實際上,我們有時會看不出來DYTRAN是否依照CORDROT定義的坐標系統輸出,例如TXX,那是因為有時候材料坐標系統中的X與全局坐標系統中的X是相同的。 最后,請記住CORDROT只能用在Lagrange實體單元(請參考DMAT說明8與DMATEL說明5)。
MSC.FATIGUE FAQ




Q:我可以在MSC.FATIGUE中定義自己的材料常數??

A:可以。利用所附的材料管理模快―PFMAT就可輸入您個人使用的材料常數,例如楊氏系數(Young's modulus, E)、最大拉力(UTS)以及相關的疲勞常數等等。細節可參考User's Manual Vol.1的第三章。


Q:MSC.FATIGUE可以與哪些FEA的軟件配合?

A:因MSC.FATIGUE早已與MSC/PATRAN完全整合,所以只要是PATRAN可以接受的有限元分析結果,FATIGUE都可以通過讀取PATRAN的*.db文件讀到應力或應變的結果進行疲勞計算;例如,MSC.NASATRAN、ABAQUS、MARC、ANSYS、MSC/PATRAN's FEA、MSC/AFEA等等。


Q:MSC.FATIGUE適用于2D或3D模型?

A:MSC.FATIGUE本身并沒有限制模型的種類,因為它只讀取經過有限元分析計算后的應力或應變張量(tensor),若從后處理的角度來看則只支持2D與3D(shell & solid)的模型。


Q:如何建立正確的有限元分析模型以進行疲勞壽命評估?

A:幾何與約束條件必須準確描述。應用板單元時得確定在厚度方向的變形可以忽略。 使用的單元種類必須考慮到計算后的節點應力與應變能充分提供疲勞分析所要的參數,必要時得采用較高階的單元。在應力集中、幾何不連續或疲勞可能發生位置,單元的密度較高,主要是希望能正確算出這一區的應力。 盡量少用三角形(triangular)與楔形(wedge)單元,若已使用則須注意其單元品質。在不同單元相接位置或不同厚度的板元相接時,須注意到其產生的應力不連續(fictitious stress raisers)要盡量降低。若可能的話,可將有限單元分析的應變與應變儀測得的結果作比較。
Q:應取哪一個應力來做疲勞分析較好,例如:Von Mises, Max. Abs. Principal等?

A:以MSC.NASTRAN的梁(bar)單元模擬點焊位置的應力傳遞與分布,應用于大量的汽車鈑金的疲勞分析。

Q:疲勞壽命評估的準確度如何?
A:一般來講,總壽命(total life)評估分析的準確度必須參考所采用S-N實驗曲線的統計范圍,裂紋萌生壽命分析(ε-N approach)也是一樣。然而因為ε-N曲線因實驗進行時多是以應變控制,在數值統計上的離散性就比S-N實驗曲線來得低,所以若用裂紋萌生壽命分析所得的結果與實際值比較,合理的偏差約2倍,也就是說,分析值應落在實際值的1/2~2倍之間。


Q:改善疲勞損傷常用的方法有哪些?

A:若構件的任一位置都有疲勞損傷的可能,則考慮更換材料或改善表面性質。然而大部份疲勞多發生在特定區域,此時最好考慮變更幾何設計,或者換材料也可以。若遇到是因為某機件振動引起的共振疲勞,則最好從改善振動源著手,來降低疲勞損傷。


Q:何時適用總壽命評估法(S-N approach) ?

A:因此法仍為許多機構,如SAE,BS,DIN,視為評估標準,而且具有最多的試驗資料,包括各公司自己內部的試驗資料,所以只要資料本身的可靠度夠,就可以用此法來評估疲勞壽命。另外,評估焊接結構物的疲勞壽命也常用此法,主要是手冊上提供的S-N曲線是以不同焊接型式的真實結構物作實驗取得,宏觀考慮各微結構、成份的影響,故以這些S-N曲線為設計準則是偏向保守的。


MSC.MENTAT FAQ


Q:如何在Windows-95平臺上為Mentat修改Start 菜單特性

A: 當在Windows-95平臺上安裝Mentat時,必須修改Start 菜單特性才能使Mentat快捷鍵正常工作:

1. 選擇Start菜單,及Setting->Taskbar。在Taskbar特性中選擇 "Start Menu Programs" 條目。

2.選擇 "Advanced..." 按鈕。
3.在瀏覽窗口的文件夾子窗中點擊帶"十"的方盒來擴展Programs 菜單。

4.選擇Mentat 2.3 組。

5.在瀏覽窗口的文件夾子窗中,用鼠標右鍵選擇Mentat 2.3并將它拖到特性 子目錄中。

6.選擇"Shortcut"并在"Target" 編輯框和"Start in"編輯框中刪除附近的引號。


Q: 如何在MS-Windows改變Mentat的隱含字體

A: 為了改變起動Mentat 或Designer時的隱含字體,必須編輯bin目錄下的mentat.bat 或 designer.bat 文件。在有MENTAT230.EXE (或 DESIGNER11.EXE) 的行中增加"-fo ANSI_VAR_FONT" (無引號)。或用ANSI_VAR_FONT,或用你喜歡的字體串替代ANSI_VAR_FONT。 如果該字體是一種真實類型字體,通過用選擇的尺寸值替換字體名后的尺寸值,你可以用不同的字體尺寸。 例如,你想采用Arial-18字體但字體尺寸為12,可指定字體名為Arial-12。

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