Nastran的案例
提高Nastran計算效率的幾點建議 附NASTRAN 瞬態(tài)、沖擊譜、隨機振動分析下載
來源：SH赫普
Nastran簡介
Nastran是美國國家航空航天局（National Aeronautics andSpace Administration，簡稱NASA）為滿足當時航空航天工業(yè)對結(jié)構(gòu)分析的迫切需求主持開發(fā)大型應(yīng)用有限元程序。該系統(tǒng)稱為NASA Structural AnalysisSystem，即Nastran。MSC公司自1963年開始從事計算機輔助工程領(lǐng)域CAE產(chǎn)品的開發(fā)和研究。MSC參與了整個Nastran的開發(fā)過程。自從Nastran誕生以來，因其以下特點,得到廣泛的應(yīng)用。
1 極高的軟件可靠性
MSC.Nastran是一具有高度可靠性的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件, 有著50多年的開發(fā)和改進歷史, 并通過50,000多個最終用戶的長期工程應(yīng)用的驗證。MSC.Nastran的整個研制及測試過程是在MSC公司的QA部門、美國國防部、國家宇航局、聯(lián)邦航空管理委員會(FAA)及核能委員會等有關(guān)機構(gòu)的嚴格控制下完成的，每一版的發(fā)行都要經(jīng)過4個級別、5,000個以上測試題目的檢驗。
2 優(yōu)秀的軟件品質(zhì)
MSC.Nastran的計算結(jié)果與其它質(zhì)量規(guī)范相比已成為最高質(zhì)量標準, 得到有限元界的一致公認。通過無數(shù)考題和大量工程實踐的比較，眾多重視產(chǎn)品質(zhì)量的大公司和工業(yè)行業(yè)都用MSC.Nastran的計算結(jié)果作為標準代替其它質(zhì)量規(guī)范。
3 作為工業(yè)標準的輸入/輸出格式
MSC.Nastran被人們?nèi)绱送瞥缍鴱V泛應(yīng)用使其輸入輸出格式及計算結(jié)果成為當今CAE工業(yè)標準,幾乎所有的CAD/CAM系統(tǒng)都競相開發(fā)了其與MSC.Nastran的直接接口，MSC.Nastran的計算結(jié)果通常被視為評估其它有限元分析軟件精度的參照標準,同時也是處理大型工程項目和國際招標的首選有限元分析工具。
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4，安裝nastran，遇到要選擇license文件的時候直接輸入“1700@計算機名”點下一步就可以了。
注意事項：1）先將licencing裝在c盤，然后是nastran，patran，按次序裝，這樣patran可以關(guān)聯(lián)nastran。
2）至于軟件安裝在哪個盤視各自情況而定。
MSC Nastran用戶子程序功能的使用方法
采用有限元分析軟件MSC Nastran分析實際問題，通常歸結(jié)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(jié)果輸出等幾個步驟。利用MSC Nastran的標準功能已經(jīng)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(fā)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(xiàn)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(fā)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(diào)用可以參考MSC Nastran用戶定義的服務(wù)用戶指南。
環(huán)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(nèi)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(huán)境變量PATH中。
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CAE系列軟件介紹_MSC.Nastran
MSC.Nastran 簡介
一 MSC.Nastran的開發(fā)歷史
MSC公司自1963年開始從事計算機輔助工程領(lǐng)域CAE產(chǎn)品的開發(fā)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(yè)對結(jié)構(gòu)分析的迫切需求主持開發(fā)大型應(yīng)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(fā)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(fā)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(fā)布了經(jīng)革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。 該版本包含了新的執(zhí)行系統(tǒng)、高效的數(shù)據(jù)庫管理、自動重啟動及更易理解的DMAP開 發(fā)手段等新特點，同溶入許多當今世界上FEM領(lǐng)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(fā)的用于MSC各個產(chǎn)品的先進的前后 處理程序MSC/XL。
1991年底, MSC公司與在CAD領(lǐng)域頗具影響的ARIES公司(Aries Technology Corp.)達成協(xié)議 將CAD技術(shù)引入MSC.NASTRAN V67.5及相應(yīng)產(chǎn)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(chǎn)品又向領(lǐng)導(dǎo)CAE自動化邁進了一大步。
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3
用戶子程序應(yīng)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(diào)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(yīng)的圓柱體鐓粗過程，并將分析結(jié)果與實驗結(jié)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(jīng)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(diào)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(guān)關(guān)鍵字uds和udssave。
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一 MSC.Nastran的開發(fā)歷史
MSC公司自1963 年開始從事計算機輔助工程領(lǐng)域CAE產(chǎn)品的開發(fā)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(yè)對結(jié)構(gòu)分析的迫切需求主持開發(fā)大型應(yīng)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(fā)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(fā)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(fā)布了經(jīng)革命性改良的MSC.NASTRAN 66版本。該版本包含了新的執(zhí)行系統(tǒng)、高效的數(shù)據(jù)庫管理、自動重啟動及更易理解的DMAP開發(fā)手段等新特點，同溶入許多當今世界上FEM領(lǐng)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(fā)的用于MSC各個產(chǎn)品的先進的前后 處理程序MSC/XL。
1991 年底, MSC公司與在CAD領(lǐng)域頗具影響的ARIES公司(Aries Technology Corp.)達成協(xié)議將CAD技術(shù)引入MSC.NASTRAN V67.5及相應(yīng)產(chǎn)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(chǎn)品又向領(lǐng)導(dǎo)CAE自動化邁進了一大步。
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NAS106 MSC.Nastran Superelement Analysis
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NAS107 Designing Sensitivity and Optimization in MSC.Nastran
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NAS108 MSC.Nastran New Capabilities
NAS109 Adaptive Analysis with MSC.Nastran
NAS110 DMAP and Database Application in MSC.Nastran
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NAS111 MSC.Nastran Aeroelastic Analysis
NAS113 Analysis of Composite Materials with MSC.Nastran
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NX Nastran非線性接觸分析例題
NX Nastran簡介
由NASA組織開發(fā)的NASTRAN經(jīng)歷30多年的工程檢驗已成為工業(yè)界公認的分析標準，UGS PLM在2003年獲得了NASTRAN的開發(fā)權(quán)，推出了集成于NX環(huán)境下的新一代NASTRAN — NX NASTRAN。2007年1月24日，UGS被西門子公司收購，并改名為Siemens PLM軟件公司。NX Nastran包含以下的功能模塊：
NX Nastran Basic是Nastran的核心子集,包括了一系列分析功能例如線性靜態(tài)分析,正則模態(tài)分析,線性屈曲分析以及熱傳遞分析，NX Nastran Basic為您提供了有限元分析所需的單元類型庫,模型材料庫，支持強有力的邊界條件管理能力，提供系列的包括屈曲分析的線性算法控制能力以及無限規(guī)模的正則模態(tài)分析能力，支持穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱傳遞分析的解算能力。NX Nastran Basic在您的虛擬產(chǎn)品開發(fā)流程中擁有很關(guān)鍵的地位,為產(chǎn)品性能開發(fā)的數(shù)字化原型和仿真模擬提供了廣泛應(yīng)用的CAE解決方案。
NX Nastran Dynamic Response是對NX Nastran Basic的擴充，可分析載荷和運動在時域或頻域范圍內(nèi)對結(jié)構(gòu)的影響。瞬態(tài)響應(yīng)可幫助您預(yù)測隨時間變化的輸入對結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)；頻率響應(yīng)可預(yù)測結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)振動激勵下的響應(yīng)。結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)是由其固有頻率控制的，如果輸入激勵的頻率與結(jié)構(gòu)某階固有頻率接近，則會引起結(jié)構(gòu)的共振以致發(fā)生破壞，因此，了解結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，可以避免設(shè)計的頻率落在破壞的頻率范圍內(nèi)。
NX Nastran Non-linear能分析材料非線性、幾何非線性和接觸問題，即小應(yīng)變非線性彈性、大應(yīng)變超彈性、粘彈性（蠕變）、非線性屈曲和后屈曲，還可計算非線性模態(tài)。
展開 Nastran文件的編輯器-NEi Nastran Editor
Nastran的bdf文件的編輯軟件，功能強大，對于Nastran高手來講，編輯數(shù)據(jù)卡片的最好軟件。
NEi Nastran Editor_Brochure.part3.rar
NEi Nastran Editor_Brochure.part1.rar
NEi Nastran Editor_Brochure.part2.rar
附件僅是編輯器的介紹資料（PDF格式）
基于MSC Nastran懸置優(yōu)化
Part.2
結(jié) 論
目前，在車輛開發(fā)過程中，有基于Matlab或其他自編寫程序，進行懸置系統(tǒng)解耦等方面工作，針對動力懸置系統(tǒng)開發(fā)，基于MSC Nastran 進行懸置系統(tǒng)開發(fā)由以下優(yōu)勢：
? 企業(yè)NVH開發(fā)中，標準計算程序，有50多年工程應(yīng)用歷史，各大OEM均有Nastran程序，其他軟件投資少；
? MSC Nastran 功能完善，可以基于同一模型支持；
? 懸置系統(tǒng)解耦率計算；
? 隔振率分析，支持線性彈簧或頻變特性彈簧特性分析；
? 極限位置分析，支持非線性彈簧分析，基于試驗測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用，動力系統(tǒng)工作狀態(tài)；
? 懸置橡膠部件詳細設(shè)計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析；
? 懸置系統(tǒng)與整車系統(tǒng)傳遞分析；
? 基于python語言數(shù)據(jù)分析與自動化報告生成等。
為了推進NASTRAN軟件深入應(yīng)用，后期會講解和演示隔振率、極限位置非線性分析等相關(guān)內(nèi)容。
文章來源海克斯康工業(yè)軟件
展開 MD Nastran唯一全面的多學科仿真方案
多學科仿真方案
面向下一代設(shè)計開發(fā)的最完整仿真引擎
MD Nastran具備多學科優(yōu)化的能力，并具有處理大規(guī)模問題和提升高性能計算效能的強大能力。針對制造商對越來越復(fù)雜模型進行交互多學科分析的需要，MD Nastran提供的關(guān)鍵功能可以提高設(shè)計效率和完善流程管理。
優(yōu)化
MD Nastran的優(yōu)化功能具有尺寸、形狀、拓撲等的組合優(yōu)化能力，可以提高整個設(shè)計效率和并預(yù)測產(chǎn)品全生命周期內(nèi)的性能。MD Nastran獨特的優(yōu)化序列能夠綜合考慮各種工況，例如靜態(tài)NVH加內(nèi)外噪聲，從而可更準確地確定設(shè)計的魯棒穩(wěn)健性。
集成
只有MD Nastran在仿真時支持多學科之間的交互作用和耦合效應(yīng)。無論是線性、非線性、運動、計算流體力學（ＣＦＤ），還是顯示動力學，MD Nastran都能夠讓多種學科一起工作，從而準確地、適時地在多學科之間提供正確的工程和力學反饋。
高性能計算
MD Nastran進行了算法優(yōu)化以充分利用并行和64位計算結(jié)構(gòu)的革新帶來的好處，以便于快速地得到極其復(fù)雜工程問題的準確結(jié)果。優(yōu)化了在64位超級計算環(huán)境中的運行性能后，MD Nastran既可以做簡單的應(yīng)力分析，也能夠做數(shù)百萬自由度的極其復(fù)雜的瞬態(tài)非線性分析。
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