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MSC 軟件協同仿真 CFD—FEA 組合 氣動彈性 CFD 機動工具包的主要特點在于它基于廣泛使用的 MSC Nastran 來進行有限元結構分析，采用 Cradle 的 scFLOW 處理計算流體動力學，輸入則由最終用戶 BAE Systems 提供。該工具可提高非線性氣動彈性效應的逼真度，這種效應會影響飛機在廣泛的實驗設計（DoE）設計空間中所承受的載荷。

一種緩解策略是氣動彈性顫振分析，它可以提供有關顫振行為的更多詳細信息，并確定確保飛機安全所需的設計變更。 在本文中，讓我們進一步了解顫振的概念以及氣動彈性顫振分析在飛機性能中的重要性。 什么是氣動彈性顫振？ 氣動彈性顫振是由于氣動載荷與結構之間的相互作用而在飛行器中發生的高頻振動。當飛機在空中移動時，空氣動力可能導致飛機結構變形。反過來，施加到結構上的空氣動力載荷也會發生變化。

針對傳統商業有限元在處理變剛度復合材料（VSCL）與變厚度幾何時存在的網格畸變、計算耗時長、非線性極易發散等痛點，本人開發了一套基于 MATLAB 的高階半解析氣動彈性求解器。本求解器直接基于連續介質力學方程進行離散，可實現復合材料板殼/懸臂翼面的極速參數掃描與深區非線性分岔追蹤。現分享部分計算結果，并承接相關復雜工況的定制計算與數據圖表輸出。

引言MSC Nastran具備靜力學、動力學、非線性、優化、氣彈等功能全面的結構分析功能，在航空航天、汽車、船舶等各個行業均有廣泛的應用。在氣動彈性分析方面，MSC Nastran具備靜氣彈、顫振、氣彈動響應、氣彈優化分析等多種功能，也支持考慮熱載荷、伺服等條件下的氣動彈性問題，請參考[1]。

關鍵詞：Nastran；飛行器；舵系統；模態1 引言舵系統是飛行器控制系統的重要執行機構[1]，與以往傳統的飛行器結構相比，新型飛行器舵尺寸與質量占比越來越大，舵自身模態對整體結構姿態的影響較大，控制系統設計不準確，可能會導致產品飛行時失控[2]；同時，舵系統具有強非線性，飛行時，在氣動力作用下，舵系統低頻頻率可能會與飛行器彈性頻率耦合，導致飛行器失穩，當舵系統旋轉頻率和彎曲頻率靠近時可能會導致飛行器發生顫振破壞

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。

日本Tacoma Narrows斜拉橋利用MSC Nastran氣動彈性分析模塊，對大跨度橋梁及超高層建筑進行氣動彈性分析，分析因為風載引起的剛度問題，氣動力不穩定現象，如渦流、顫振等。

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，動力系統工作狀態； ? 懸置橡膠部件詳細設計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析

需要說明的是： ? 本篇內容所介紹的數據包括，但不限于，結構模型的剛度陣和質量陣，只要是MSC Nastran允許輸出的過程數據（如氣彈分析中使用的氣動力影響系數矩陣、氣動力矩陣等），均可以采用這種方法進行輸出。 ? 本篇內容所采用方法中的部分步驟，并不一定是最優的步驟，但應該是最簡單、最易于理解和使用的通用方法。

使用聯合仿真高精度分析氣流以生成氣動聲源。? 工程師使用流體分析軟件scFLOW 分析了由主旋翼旋轉引起的氣流。? 結構分析軟件 MSC Nastran分析由旋轉引起的葉片彈性變形? 通過MSC CoSim，scFLOW 和MSC Nastran 交換葉片變形和氣流變化的信息。 2. 氣動聲源數據實時傳輸到Actran，并對主旋翼進行聲學仿真。

，基于試驗測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用，動力系統工作狀態； ? 懸置橡膠部件詳細設計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析； ? 懸置系統與整車系統傳遞分析； ? 基于python語言數據分析與自動化報告生成等。

需要說明的是： ? 本篇內容所介紹的數據包括，但不限于，結構模型的剛度陣和質量陣，只要是MSC Nastran允許輸出的過程數據（如氣彈分析中使用的氣動力影響系數矩陣、氣動力矩陣等），均可以采用這種方法進行輸出。 ? 本篇內容所采用方法中的部分步驟，并不一定是最優的步驟，但應該是最簡單、最易于理解和使用的通用方法。

，基于試驗測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用，動力系統工作狀態； ? 懸置橡膠部件詳細設計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析； ? 懸置系統與整車系統傳遞分析； ? 基于python語言數據分析與自動化報告生成等。

材料非線性 非線性彈性 超彈性 (橡膠彈性) 粘彈性 蠕變 溫度相關屬性 復合材料 形狀記憶合金材料 墊片材料客戶化定義用戶定義的服務 （UDS） 功能為用戶提供了一種機制，在 MSC Nastran 中利用客戶的自定義子程序。

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、掌握氣動手指分析部件的三維模型繪制2、理解氣動手指分析的靜力學分析步的建立3、學習氣動手指材料參數的設置4、了解超彈性靜力學網格的劃分5、學習壓力載荷的施加6、學習結果后處理的查看與對比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018.

，基于試驗測試輸入拉伸、壓縮曲線校核不同載荷作用，動力系統工作狀態； ? 懸置橡膠部件詳細設計，考慮材料超彈性分析，支持彈性元件自接觸等非線性分析； ? 懸置系統與整車系統傳遞分析； ? 基于python語言數據分析與自動化報告生成等。

MSC Nastran是汽車行業有限元分析的標準工具。

??汽車座艙內飾降噪優化設計 建立汽車內飾件彈性多孔材料模型，通過Actran開展車身結構與車內聲腔模態的耦合分析，研究形成車內噪聲的結構聲和空氣聲傳遞路徑，優化內飾聲學包從而降低車內噪聲。

MSC Nastran能夠有效解決各類大型復雜結構的強度、剛度、屈曲、模態、動力學、熱力學、非線性、聲學、流體-結構耦合、氣動彈性、超單元、結構疲勞、慣性釋放及結構優化等問題。圖4.