MSC NASTRAN
關注創建者：牟小龍 創建時間：2015-10-15
MSC NASTRAN的視頻教程
MSC Nastran疲勞耐久性技術培訓
教程目標 技術支持 什么是耐久性 疲勞的定義 疲勞的物理基礎 裂紋萌生和擴展：階段I和II 什么是疲勞 疲勞技術 疲勞S-N曲線 疲勞計算歷史簡介 疲勞技術的應用 MSC Nastran嵌入式疲勞介紹 MSC Nastran嵌入式疲勞界面介紹 MSC Nastran 疲勞分析輸入組成介紹 案例：應力疲勞分析 案例：應變疲勞分析 案例：瞬態法疲勞分析 案例：基于疲勞分析的優化設計
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零基礎學結構分析-MSC Nastran\Patran 教程
MSC Nastran 業界領先的多學科 FEA 解決方案 在解算現實世界系統中的應力/應變行為、動態與振動響應以及非線性行為時，MSC Nastran 被公認為全球最值得信賴的多學科解算器。
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MSC NASTRAN的實例教程
MSC.Nastran 簡介
一 MSC.Nastran的開發歷史
MSC公司自1963年開始從事計算機輔助工程領域CAE產品的開發和研究, 在1966年美國國 家航空航天局(NASA)為了滿足當時航空航天工業對結構分析的迫切需求主持開發大型應用有 限元程 序 的招標，MSC因一舉中標，而參與了整個NASTRAN的開發過程。1969年NASA推出了其第一個NASTRAN版本, 即我們所知的NASTRAN Level 12。 1973年2月,NASTRAN Level 15。5發布的同時, MSC公司被指定為NASTRAN的特邀維護商。
1971年, MSC公司對原始的NASTRAN做了大量改進, 采用了新的單元庫、增強了程序的功 能、改進了用戶界面、提高了運算精度和效率。特別對矩陣運算方法做重大改進, 即而推出了自 己的專利版本: MSC.NASTRAN。
1989年對MSC公司來說是具有里程碑意義的一年, 發布了經革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。 該版本包含了新的執行系統、高效的數據庫管理、自動重啟動及更易理解的DMAP開 發手段等新特點，同溶入許多當今世界上FEM領域最杰出的研究成果,使MSC.NASTRAN變得 更加通用、更加易于使用。 這一年MSC公司還推出了自行開發的用于MSC各個產品的先進的前后 處理程序MSC/XL。
1991年底, MSC公司與在CAD領域頗具影響的ARIES公司(Aries Technology Corp.)達成協議 將CAD技術引入MSC.NASTRAN V67.5及相應產品。 1993年收購了Aries公司之后, 全新的MSC. Aries前后處理器使MSC.NASTRAN及其它產品又向領導CAE自動化邁進了一大步。
展開 采用有限元分析軟件MSC Nastran分析實際問題，通常歸結為離散有限元模型、給定載荷、定義初始/邊界條件和確定材料模型、分析求解、結果輸出等幾個步驟。利用MSC Nastran的標準功能已經可以求解大量的工程實際問題，但由于實際問題的多樣性，不同用戶要求的特殊性，也可能存在標準的程序尚不具備的特定用戶需要的某一方面功能的情形。此時可通過MSC Nastran提供的二次開發的功能得到有效解決，比如有很多用戶通過DMAP語言擴展了軟件功能，解決了軟件標準功能不容易實現的功能。利用用戶子程序是擴展軟件分析功能的另外一種手段，由于該功能開發出來的時間相對比較晚，一些用戶對它比較陌生，為此，本文對該功能做一個基本介紹，以便廣大用戶學習使用。
常用的用戶子程序及分類
常用的用戶子程序分為三類：單元、材料模型、接觸，如表1所示。
表1 常用用戶子程序分類
表１所列用戶子程序如何調用可以參考MSC Nastran用戶定義的服務用戶指南。
環境要求
如果要使用MSC Nastran的用戶子程序功能，除了安裝MSC Nastran軟件外，還需要安裝如下軟件(括號內是近期測試時安裝的版本)：
1) MSC Nastran SDK (2022.3)，SDK中Tools文件夾路徑需加入到環境變量PATH中。
展開 一 MSC.Nastran的開發歷史
MSC公司自1963 年開始從事計算機輔助工程領域CAE產品的開發和研究, 在1966年美國國家航空航天局(NASA)為了滿足當時航空航天工業對結構分析的迫切需求主持開發大型應用有 限元程 序的招標，MSC因一舉中標，而參與了整個NASTRAN的開發過程。1969年NASA推出了其第一個NASTRAN版本, 即我們所知的NASTRAN Level 12。 1973年2月,NASTRAN Level 15。5發布的同時, MSC公司被指定為NASTRAN的特邀維護商。
1971 年, MSC公司對原始的NASTRAN做了大量改進, 采用了新的單元庫、增強了程序的功能、改進了用戶界面、提高了運算精度和效率。特別對矩陣運算方法做重大改進, 即而推出了自 己的專利版本: MSC.NASTRAN。
1989 年對MSC公司來說是具有里程碑意義的一年, 發布了經革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。該版本包含了新的執行系統、高效的數據庫管理、自動重啟動及更易理解的DMAP開發手段等新特點，同溶入許多當今世界上FEM領域最杰出的研究成果,使MSC.NASTRAN變得 更加通用、更加易于使用。這一年MSC公司還推出了自行開發的用于MSC各個產品的先進的前后 處理程序MSC/XL。
1991 年底, MSC公司與在CAD領域頗具影響的ARIES公司(Aries Technology Corp.)達成協議將CAD技術引入MSC.NASTRAN V67.5及相應產品。 1993年收購了Aries公司之后, 全新的MSC. Aries前后處理器使MSC.NASTRAN及其它產品又向領導CAE自動化邁進了一大步。
展開 3
用戶子程序應用與運行命令
MSC Nastran用戶子程序功能的使用通常涉及以下方面：
?標識調用用戶子程序的少量選項；
?用戶子程序采用FORTRAN或C++語言編寫；
?將用戶子程序鏈接到MSC Nastran。
為了讓用戶掌握用戶子程序的使用功能，在用MSC Nastran 的手冊中有一些實際例子，比如在手冊“Demonstration Problems Manual- Implicit Nonlinear”中就有兩個詳細的例子，分別是第43章的定義剛體運動的用戶子程序和第44章的定義材料失效準則的用戶子程序（具體章的編號不同版本有所不同，此處是2022.3版本的編號）。下面以第43章的例題為例介紹用戶子程序的具體用法。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應的圓柱體鐓粗過程，并將分析結果與實驗結果進行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。如果已經有了輸入文件名和用戶子程序名，就可以采用以下MSC Nastran計算命令運行（需要按軟件安裝的路徑略作調整，也可在圖形界面中提交計算）：
D:\MSC.Software\MSC_Nastran\2022.3\bin\nastran.exe nug_73.dat uds=nug_73.f
說明：對于類似本例情形，MSC Nastran有兩個命令行相關關鍵字uds和udssave。
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用戶子程序應用與運行命令
MSC Nastran用戶子程序功能的使用通常涉及以下方面：
?標識調用用戶子程序的少量選項；
?用戶子程序采用FORTRAN或C++語言編寫；
?將用戶子程序鏈接到MSC Nastran。
為了讓用戶掌握用戶子程序的使用功能，在用MSC Nastran 的手冊中有一些實際例子，比如在手冊“Demonstration Problems Manual- Implicit Nonlinear”中就有兩個詳細的例子，分別是第43章的定義剛體運動的用戶子程序和第44章的定義材料失效準則的用戶子程序（具體章的編號不同版本有所不同，此處是2022.3版本的編號）。下面以第43章的例題為例介紹用戶子程序的具體用法。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應的圓柱體鐓粗過程，并將分析結果與實驗結果進行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。如果已經有了輸入文件名和用戶子程序名，就可以采用以下MSC Nastran計算命令運行（需要按軟件安裝的路徑略作調整，也可在圖形界面中提交計算）：
D:\MSC.Software\MSC_Nastran\2022.3\bin\nastran.exe nug_73.dat uds=nug_73.f
說明：對于類似本例情形，MSC Nastran有兩個命令行相關關鍵字uds和udssave。
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參考文獻：
1.MSC Nastran Aeroelastic Analysis User’s Guide
2.MSC Nastran 2024.2 Release Guide
3.MSC Nastran Nonlinear (SOL 400) User’s Guide
4.鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ttid2ieKwwIqPASVhOW6eA?
點擊了解更多詳情：MSC Nastran多學科結構分析
當在 Actran 中導入 MSC Nastran 分析時，MSC Nastran 的 NSM（非結構質量）卡片會自動轉換為等效的 SEPTUM 組件。
● 基于非均勻平均流的自適應網格生成：
手動創建適應非均勻平均流的高質量網格可能需要數天時間。
ICFD內部的新FLOW_REMESHING功能可根據非均勻流自動生成符合對流聲學網格劃分標準的自適應網格。
? 應變速率相關，粘彈性
挑戰
? 如何獲得由成型過程引起的各種材料性質，如縫合線、纖維排向及殘余應力等
? 如何轉移部件的材料性質變化以用于FEA應用
? 對進階成型工藝如MuCell?的評估，以及它如何影響零件結構性能
Moldex3D 解決方案
? 于FEA軟件前，直接選擇Digimat和Converse分析的輸出項
? 支援ANSYS、ABAQUS、MSC-Nastran
為了考慮輪體（藍色部分）的柔性，執行MSC Nastran SOL 103，生成MNF和op2結果文件。每當重新創建MNF文件時，CNT文件由Mode Shape extraction使用op2文件的結果進行更新，CNT文件也在CGP文件中引用，因此CGP文件會更新。
? 應變速率相關，粘彈性
挑戰
? 如何獲得由成型過程引起的各種材料性質，如縫合線、纖維排向及殘余應力等
? 如何轉移部件的材料性質變化以用于FEA應用
? 對進階成型工藝如MuCell?的評估，以及它如何影響零件結構性能
Moldex3D 解決方案
? 于FEA軟件前，直接選擇Digimat和Converse分析的輸出項
? 支援ANSYS、ABAQUS、MSC-Nastran
Marc/Nastran
多層復合材料結構分析、失效準則、熱-力耦合
復合材料專用設計軟件
Digimat, HyperWorks Composite, ESAComp, Ansys ACP
疊層設計、鋪層仿真、層合板分析
多物理場仿真
培訓目標：
?通過培訓，使得參加培訓的人員了解MSC Nastran軟件的結構動力學功能和相關術語；
?熟悉MSC Nastran結構動力學分析文件組成，學會使用Patran進行建模以及前、后處理；
?掌握MSC Nastran中質量、阻尼、模態、頻響分析CD-Tire、內飾部件的定義方法；
?掌握MSC Nastran中不同結構動力學分析類型的設置定義方法；
?掌握利用MSC
ViewFlex功能本質上是將MSC Nastran SOL103的對應功能嵌入Adams環境中，利用網格劃分以及外聯點定義的模板程序，輔助工程師更為快速地實現柔性體生成、外聯點多點約束定義、運動副替換等工作，不需要工程師具備深厚的有限元功底，即可高效地完成剛柔耦合模型的創建。
?MSC Nastran工具軟件
MSC Nastran是一款高度可靠性結構有限元分析軟件，擁有眾多領先的求解功能，尤其在動力學方面，可以快速的得到準確的分析結果。MSC Nastran具有多學科分析，可為用戶提供針對各種工程問題的一體化結構分析解決方案。
