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05Patran界面支持隨著求解器功能的擴(kuò)展和性能的提高，Patran在對于MSC Nastran轉(zhuǎn)子動力學(xué)的界面支持的開發(fā)工作也在持續(xù)進(jìn)行。Patran自從2023.4版本開始已經(jīng)幾乎支持MSC Nastran轉(zhuǎn)子動力學(xué)絕大部分卡片的前處理和后處理工作，對于用戶的直觀使用提供了非常方便的界面環(huán)境。

本篇內(nèi)容就來介紹一下MSC Nastran的Global Local分析技術(shù)，主要包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：方法一：空間插值實(shí)現(xiàn)邊界條件的傳遞方法二：借助外部超單元方法三：CARVE（MSC Nastran 2024.2新功能）方法四：網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化01 空間插值實(shí)現(xiàn)邊界條件的傳遞這種方法是目前應(yīng)用較為廣泛的方法，借助Patran的FEM場映射工具，將整體模型分析得到的位移數(shù)據(jù)或者載荷數(shù)據(jù)插值映射到局部模型上去

同時，Patran 2013支持該功能。計算案例以下圖所示結(jié)構(gòu)，在載荷P作用下，計算該部件疲勞壽命本例MSC.Nastran求解文件如下： 其中求解文件中，要求MSC.Nastran進(jìn)行疲勞分析語句為： 其中44，為疲勞 載荷和疲勞全局參數(shù)ID。

本文檔基于MSC Marc2024.1版本構(gòu)建子程序關(guān)聯(lián)。首先正常安裝MSC Marc，記錄好軟件所安裝的路徑。筆者懶得改，按照默認(rèn)安裝路徑來，安裝路徑如下圖。

3、完整的MSC Nastran計算文件如下：4、提交MSC Nastran計算，會自動生成后綴為*.acg接觸關(guān)系文件。5、可以修改*.acg文件名稱，防止計算時被自動覆蓋，同時，針對自動生成的接觸關(guān)系，可以通過INCLUDE導(dǎo)入前處理軟件。例如，Patran查看和修改，避免手工創(chuàng)建過程。

Patran是美國MSC公司發(fā)布的最新廣泛使用的有限元分析軟件。在實(shí)際應(yīng)用中，該軟件可以為用戶提供業(yè)界更完整的有限元建模解決方案。在功能上，為用戶提供實(shí)體建模、網(wǎng)格劃分、分析設(shè)置等。就應(yīng)用范圍而言，它廣泛應(yīng)用于Nastran、ABAQUS、LS-DYNA、ANSYS等建模。

圖4 第三個設(shè)計方案圖5 翻轉(zhuǎn)裝置最終的設(shè)計方案及實(shí)際的測試應(yīng)用2024客戶收益通過將Adams多體動力學(xué)模擬、Patran進(jìn)行有限元分析（FEA）的前/后處理，以及MSC Nastran進(jìn)行FEA的組合，設(shè)計團(tuán)隊(duì)能夠構(gòu)建一個具有高安全系數(shù)高度優(yōu)化的翻轉(zhuǎn)裝置設(shè)計。事實(shí)上，第三次設(shè)計迭代的安全系數(shù)比第二次設(shè)計迭代提高了23倍。

目前Marc2024版已經(jīng)可以安裝使用，關(guān)聯(lián)FORTRAN子程序的流程也非常便捷。Marc2024，需要安裝vs2022，oneapi2023，適用win10，win11.Marc2020，需要安裝vs2017，ipx2019，使用win10，win11安裝ipx2019時可能會報錯中斷。有償提供軟件安裝包以及教程，附贈marc軟件以及子程序?qū)W習(xí)資料

參考文獻(xiàn)：1.MSC Nastran Aeroelastic Analysis User’s Guide2.MSC Nastran 2024.2 Release Guide3.MSC Nastran Nonlinear (SOL 400) User’s Guide4.鏈接：https://pan.baidu.com/s/1ttid2ieKwwIqPASVhOW6eA?

例如Patran的安裝目錄中就已經(jīng)有完整的Perl，可以直接使用，其位置是：Patran安裝路徑\Patran_x64\20223\Perl_msc\bin\perl.exe。此外Matlab也支持直接在內(nèi)部直接調(diào)用Perl腳本。

然后，將初始AEH/Ivory輸入數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入Patran，以顯示光學(xué)元件和圖像之間的關(guān)系，以及如果任何元件移動，它將如何導(dǎo)致圖像移動。Patran中的這個初始MSC Nastran模型，添加了集中質(zhì)量單元和梁單元以模擬支撐光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)件，用作測試模型的簡化結(jié)構(gòu)。

然后，將初始AEH/Ivory輸入數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入Patran，以顯示光學(xué)元件和圖像之間的關(guān)系，以及如果任何元件移動，它將如何導(dǎo)致圖像移動。Patran中的這個初始MSC Nastran模型，添加了集中質(zhì)量單元和梁單元以模擬支撐光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)件，用作測試模型的簡化結(jié)構(gòu)。

然后，將初始AEH/Ivory輸入數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入Patran，以顯示光學(xué)元件和圖像之間的關(guān)系，以及如果任何元件移動，它將如何導(dǎo)致圖像移動。Patran中的這個初始MSC Nastran模型，添加了集中質(zhì)量單元和梁單元以模擬支撐光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)件，用作測試模型的簡化結(jié)構(gòu)。

例如Patran的安裝目錄中就已經(jīng)有完整的Perl，可以直接使用，其位置是：Patran安裝路徑\Patran_x64\20223\Perl_msc\bin\perl.exe。此外Matlab也支持直接在內(nèi)部直接調(diào)用Perl腳本。

圖：Patran中動力系統(tǒng)模型 MSC計算工況定義與結(jié)果輸出要求，其他GPKE為節(jié)點(diǎn)動能輸出，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)定義： 備注：支持PRINT、PUNCH

例如，假定服務(wù)存放路徑如下： 計算結(jié)束后，即可采用Patran等軟件進(jìn)行計算結(jié)果的后處理顯示，對于本例主要是顯示壓下結(jié)束時的變形、位移云圖、溫度云圖，另外還將分析得到的一些節(jié)點(diǎn)的溫度變化歷程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。

例如，假定服務(wù)存放路徑如下： 計算結(jié)束后，即可采用Patran等軟件進(jìn)行計算結(jié)果的后處理顯示，對于本例主要是顯示壓下結(jié)束時的變形、位移云圖、溫度云圖，另外還將分析得到的一些節(jié)點(diǎn)的溫度變化歷程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。

圖：在導(dǎo)出模型到Patran之前，CAD模型被校準(zhǔn)到實(shí)際尺寸 Infosys選擇MSC Nastran解決此問題，因?yàn)樗菑V泛使用的FEA求解器之一，并已獲得FAA和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。在本項(xiàng)目中，有限元分析工具的精度非常重要，因?yàn)橐坏┰摲椒ǖ玫礁浞值拈_發(fā)，關(guān)鍵的醫(yī)療決策就可以基于FEA結(jié)果。結(jié)果必須快速生成，以便做出診斷決定，沒有時間來評估FEA軟件的準(zhǔn)確性。

摘 要：本文首先采用有限元分析軟件MSC.Patran建立了電磁繼電器的有限元模型，隨后采用MSC.Nastran軟件完成了電磁繼電器的模態(tài)分析。最后，針對影響電磁繼電器抗振性能的關(guān)鍵因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，通過摸底試驗(yàn)驗(yàn)證優(yōu)化方案的正確性及分析的合理性。所得結(jié)論對于同類型的平衡旋轉(zhuǎn)式電磁繼電器抗振性能的提高具有借鑒價值。

圖：在導(dǎo)出模型到Patran之前，CAD模型被校準(zhǔn)到實(shí)際尺寸 Infosys選擇MSC Nastran解決此問題，因?yàn)樗菑V泛使用的FEA求解器之一，并已獲得FAA和其他監(jiān)管機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。在本項(xiàng)目中，有限元分析工具的精度非常重要，因?yàn)橐坏┰摲椒ǖ玫礁浞值拈_發(fā)，關(guān)鍵的醫(yī)療決策就可以基于FEA結(jié)果。