剛度nastran的案例
MSC Nastran模型剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的輸出方法
1 概述
MSC Nastran模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，可以輸出為文本文件。工程實際中，工程師可以校核、集成矩陣，進行第二次開發(fā)，完成商用軟件和自研程序的完美集成。例如：工程師有一個計算線性動力學方程組的瞬態(tài)python程序，可以集成MSC Nastran的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣。
2 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的輸出方法
1) 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣輸出至punch（.pch）文件
如果需要在其他MSC Nastran計算中，重用MSC Nastran模型的矩陣，可以將MSC Nastran矩陣輸出至Punch文件，方法為：
l 在MSC Nastran卡片中，添加參數(shù)：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
注：Punch文件中的矩陣，Patran不支持
2) 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣輸出至f06（.f06）文件
如果想直接在f06中查看輸出的矩陣，可以使用如下方法：
l 在執(zhí)行控制部分（CEND前），添加如下卡片：
COMPILE EXTOUT $
ALTER 'RETURN'(,-1) $
MATPRN KAA,,,,// $
MATPRN MAA,,,,// $
l 添加如下參數(shù)（BEGIN BULK），例如：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
實例：
輸入文件：
剛度矩陣
質(zhì)量矩陣
3 參考信息
適用版本：MSC Nastran 2005及以后版本。
展開 x.y MSC Nastran模型剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的輸出方法
1 概述
MSC Nastran模型的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，可以輸出為文本文件。工程實際中，工程師可以校核、集成矩陣，進行第二次開發(fā)，完成商用軟件和自研程序的完美集成。例如：工程師有一個計算線性動力學方程組的瞬態(tài)python程序，可以集成MSC Nastran的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣。
2 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的輸出方法
1) 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣輸出至punch（.pch）文件
如果需要在其他MSC Nastran計算中，重用MSC Nastran模型的矩陣，可以將MSC Nastran矩陣輸出至Punch文件，方法為：
l 在MSC Nastran卡片中，添加參數(shù)：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
注：Punch文件中的矩陣，Patran不支持
2) 剛度矩陣和質(zhì)量矩陣輸出至f06（.f06）文件
如果想直接在f06中查看輸出的矩陣，可以使用如下方法：
l 在執(zhí)行控制部分（CEND前），添加如下卡片：
COMPILE EXTOUT $
ALTER 'RETURN'(,-1) $
MATPRN KAA,,,,// $
MATPRN MAA,,,,// $
l 添加如下參數(shù)（BEGIN BULK），例如：PARAM,EXTOUT,DMIGPCH
實例：
輸入文件：
剛度矩陣
質(zhì)量矩陣
3 參考信息
適用版本：MSC Nastran 2005及以后版本。
展開 NASTRAN輸出剛度矩陣的方法
知道含義以后即可借助MATLAB或者其它軟件，讀取pch中的剛度矩陣，并編寫代碼完成剛度矩陣的輸出。圖2是小翼做的一個結構的總剛度矩陣的局部，經(jīng)過與自己編寫的結構剛度矩陣輸出代碼計算的剛度矩陣對比，發(fā)現(xiàn)一致性較好，部分剛度系數(shù)誤差在3~4%左右，當然還是以NASTRAN的精度為準。
圖2 某結構總剛度矩陣局部
nastran 中如何輸出質(zhì)量矩陣和剛度矩陣
我記得在patran 中輸出的bdf文件中輸入一條命令，運行一下就可以了。但是記不得了。請教高手，先謝謝了。
基于NASTRAN對車門垂向剛度的分析研究
本文針對車門垂向剛度問題，建立帶A柱前車門有限元模型，利用MSC.Nastran對車門進行垂向剛度分析，并根據(jù)Nastran計算結果進行分析，進一步提出提高車門垂向剛度優(yōu)化方案，為設計部門提供一種高效可行的改進方案。
1 前言
車門是車身設計中十分重要而又相對獨立的一個部件，車門剛度不足會引起車門邊角處的變形量過大，引起車門卡死、關閉力增大、密封不嚴導致漏風、滲水以及內(nèi)飾脫落的現(xiàn)象。隨之產(chǎn)生車門的振動，帶來噪音，降低乘坐舒適性。因此對車門剛度有一定的要求。
車門垂向剛度是車門剛度分析的一項重要指標。車門垂向剛度分析是模擬車門在打開一定角度狀態(tài)下，由于人員上下以及人員利用車門支撐身體而產(chǎn)生的垂直載荷作用下，能夠保持一定的抵抗變形的能力，以及卸載后恢復原有形狀的能力。本文以某轎車前車門為例，運用Altair HyperMesh軟件建立帶A柱前車門有限元模型，在MSC.Nastran中對車門進行垂向剛度分析，并通過對Nastran計算結果進行分析，提出了提高車門垂向剛度設計方案，為設計部門提供快速可行的改進方案。
2 有限元模型建立與分析方法
2.1 網(wǎng)格劃分
本次車門分析主要采用四邊形單元，三角形單元占總單元數(shù)的比重控制在一定的百分比之內(nèi)。單元總數(shù)的規(guī)模可根據(jù)計算機硬件能力確定。前車門有限元模型：
2.2 邊界條件
車門垂向剛度分析約束車身截取斷面處節(jié)點123456自由度，車門鎖銷中心點2自由度，如圖2所示。
2.3 載荷
載荷作用點為鎖銷中心點，方向垂直向下，計算結果讀取該點在垂直方向上的位移。
載荷分兩個工況：
加載：模擬加載過程，載荷大小為1000N。
卸載：模擬卸載過程，得到車門在加載過程后的殘余變形，載荷大小為1E-6N。
展開 基于nastran做的IPI（原點加速度導納/動剛度）分析的頭文件/include文件 ￥10
還有一個簡單的模型modal（相關激勵點和響應點都是我隨便點選的），可以根據(jù)自己的需要，用hypermesh導入模型，重新renumber這些點即可。
使用方法：用hypermesh導入自己的模型，把需要計算的點重新renumber一下就行了（節(jié)點編號，用記事本打開我的頭文件就知道了），然后導出模型。用記事本打開自己的模型，添加一行include這個IPI的語句即可（如果不知道怎么添加，用記事本打開我的modal模型，看看我那一行就知道了），記得要把模型文件和頭文件放在同一個文件夾里。
如果還有疑問，私信我就行，我看到都會回復的
modefrontier整車多學科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化
關于整車多學科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化，需要注意或者關注以下幾個方面：
1.模型的同步更新：多學科優(yōu)化過程中需要同時考慮強度耐久、剛度、NVH、碰撞安全等性能，對于同一個設計變量，如料厚，需要保證在所有學科分析模型中同時同步更新。做好設計變量表格的統(tǒng)計十分重要。
2.計算資源的規(guī)劃
：對于強度耐久、剛度、NVH等分析計算一般需要的計算資源沒有結構碰撞的需求高。一次DOE計算，剛度、強度、NVH等需要幾十分鐘或者幾個小時，而結構碰撞往往需要幾個小時或十幾個小時。往往DOE分析隨著設計變量的增多，需要計算的試驗點會非常龐大。因此，對于計算資源的分配，協(xié)調(diào)是十分重要的。當然，過程中還涉及的高性能的計算設置，比如Nastran-HPC設置，LSDYNA-Decomposition設置等，一次計算提升效率10-20%，則整個項目計算時間可能會節(jié)省1-2兩天。關于Nastran高性能、LSDYNA-MPP高效計算設置可以參考《Nastran高性能計算》，《LSDYNA_MPP_DECOMPOSITION》。
鏈接：【Nastran高性能計算】
鏈接：【LSDYNA_MPP_DECOMPOSITION】
3.結果后處理：多學科優(yōu)化涉及到不同的學科，因此需要工程師對于不同學科的分析計算內(nèi)容都要十分的了解，尤其是對于結果的后處理用于創(chuàng)建設計響應，如應力強度、動剛度、模態(tài)頻率、靜剛度、加速度、侵入量、疲勞壽命等等。這里建議使用Meta、Python環(huán)境進行后處理設計響應的創(chuàng)建?？梢詤⒖肌妒褂肕eta進行后處理用于聯(lián)合優(yōu)化軟件》。
鏈接：【使用Meta進行后處理用于聯(lián)合優(yōu)化軟件】
4.DOE方法、RSM方法、優(yōu)化方法的選擇：DOE用于空間探索，一般使用的如優(yōu)化拉丁方法。
展開 基于Isight多學科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化
模態(tài)靈敏度分析：使用Optistruct進行模態(tài)靈敏度分析，設置同剛度靈敏度分析
扭轉模態(tài)靈敏度分析云圖結果：
彎曲模態(tài)靈敏度分析云圖結果：
扭轉模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
彎曲模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
彎曲和扭轉模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
根據(jù)靈敏度分析結果，進行變量篩選，對靈敏度小的變量進行剔除。
設計變量：
剛度、NVH變量：30個
正碰變量：13個
做好設計變量統(tǒng)計表，便于多學科聯(lián)合時變量關聯(lián)：
設計響應：
正碰：防火墻侵入量、加速度
剛度：彎曲剛度值
NVH：彎扭模態(tài)
多學科優(yōu)化中的碰撞工況使用LSDYNA進行求解，白車身剛度和模態(tài)使用Nastran進行求解。
二.DOE分析
剛度DOE分析
通過Isight自帶的nastran模塊聯(lián)合求解剛度、通過Calculator將節(jié)點位移結果轉換為剛度結果，DOE分析使用優(yōu)化拉丁方采樣。對于線性工況，可以使用響應面法進行構建元模型（擬合）。使用1階或2階響應面。樣本點個數(shù)根據(jù)響應面模型精度，如果精度不夠需要補充樣本點個數(shù)。
剛度響應面誤差R方值為0.991，滿足精度要求。
模態(tài)DOE分析
通過Isight自帶的nastran模塊聯(lián)合求解模態(tài)。由于需要進行模態(tài)跟蹤，通過meta和Python完成模態(tài)跟蹤。
展開 optimus整車多學科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化
多學科優(yōu)化中的碰撞工況使用LSDYNA進行求解，整車剛度和模態(tài)使用Nastran進行求解，關于Optimus中LSDYNA和Nastran模塊的設置參照以前的系列文件。關于設計變量的設置，建議先將LSDYNA和Nastran的求解文件進行參數(shù)化，然后在optimus中在對求解文件進行參數(shù)化設置時直接對上面的參數(shù)進行設置，而不是直接對求解文件中具體部件屬性的厚度或者材料進行變量設置。
Optimus整車多學科優(yōu)化流程圖：其中包括4個分析工況，8個設計響應。
Isight整車多學科優(yōu)化及輕量化優(yōu)化
模態(tài)靈敏度分析：使用Optistruct進行模態(tài)靈敏度分析，設置同剛度靈敏度分析
扭轉模態(tài)靈敏度分析云圖結果：
彎曲模態(tài)靈敏度分析云圖結果：
扭轉模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
彎曲模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
彎曲和扭轉模態(tài)靈敏度分析柱狀圖結果：
根據(jù)靈敏度分析結果，進行變量篩選，對靈敏度小的變量進行剔除。
設計變量：
剛度、NVH變量：30個
正碰變量：13個
做好設計變量統(tǒng)計表，便于多學科聯(lián)合時變量關聯(lián)：
設計響應：
正碰：防火墻侵入量、加速度
剛度：彎曲剛度值
NVH：彎扭模態(tài)
多學科優(yōu)化中的碰撞工況使用LSDYNA進行求解，白車身剛度和模態(tài)使用Nastran進行求解。
二.DOE分析
剛度DOE分析
通過Isight自帶的nastran模塊聯(lián)合求解剛度、通過Calculator將節(jié)點位移結果轉換為剛度結果，DOE分析使用優(yōu)化拉丁方采樣。對于線性工況，可以使用響應面法進行構建元模型（擬合）。使用1階或2階響應面。樣本點個數(shù)根據(jù)響應面模型精度，如果精度不夠需要補充樣本點個數(shù)。
剛度響應面誤差R方值為0.991，滿足精度要求。
模態(tài)DOE分析
通過Isight自帶的nastran模塊聯(lián)合求解模態(tài)。由于需要進行模態(tài)跟蹤，通過meta和Python完成模態(tài)跟蹤。
展開 游樂設施工程仿真解決方案
01
仿真需求
1.1 游樂設施設計依據(jù)的法規(guī)標準
? 游樂設施安全規(guī)范（GB8408）
? 各游樂設施分項標準（GB18158~ 18170）
- 轉馬類
- 滑行類
- 陀螺類
- 飛行塔類
- 賽車類
…
? 特種設備安全監(jiān)督條例及技術規(guī)范
1.2 游樂設施設計計算要求
一般性要求：
? 設備的運動與受力分析；
? 載荷分析與計算，包括動載、靜載、地震、風載、雪載、載荷組合等對設備強度、剛度、穩(wěn)定性的影響；
? 設計計算的輸入完整、正確，計算項目完整、方法正確、過程清晰，計算輸出符合GB8408法規(guī)要求；
? 重要產(chǎn)品、關鍵受力部件應采用計算軟件進行分析計算，包括：
- 采用虛擬樣機手段對運動型式復雜的游樂設施進行運動學、動力學分析；
- 設備整體剛度、穩(wěn)定性、防傾覆和側滑計算；
- 設備整機和主要受力部件的疲勞壽命計算；
- 受力結構及其重要零件的強度、局部應力集中情況分析；
- 傳動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)與氣動系統(tǒng)的受力與選型計算；
- 重要焊縫的強度與疲勞計算、布置合理；
- 高強度螺栓、地腳螺栓的強度、斷裂失效分析；
…
1.3 游樂設施仿真應用方向
02
解決方案
2.1 單點解決方案
? 系統(tǒng)動力學：Adams
? 強度、剛度：MSC Nastran
? 安全性、穩(wěn)定性：MSC Nastran
? 振動分析：MSC Nastran
? 結構優(yōu)化：MSC Nastran
? 疲勞與耐久 ：MSC Fatigue
? 控制、液壓：Easy5
2.2 多學科聯(lián)合解決方案
2.2.01 剛柔耦合：
Adams+MSC
展開 
