MSCPatranamp;Nastran入门讲座.pptx
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1、MSC.Patran/Nastran简介MSC.Patran/Nastran是一款国际知名的大型通用结构有限元分析软件,自上世纪八十年代由美国MSC.Software公司推出以来,历经近四十年的发展,目前已广泛应用于航空航天、汽车、船舶、武器、机械制造和能源等众多工业领域。MSC.Patran/Nastran的最新版本是2012。MSC.Patran拥有强大的模型导入功能,可以导入从CATIA、I-DEAS、Pro/E、Rhino和UG等通用三维造型软件中抽取的模型,还可以读入IGES(NAPA)等格式文件中的模型信息。MSC.Nasran能够完成以下结构分析类型:线性静态分析线性静态分析(L
2、inear Static Analysis)非线性静态分析(Nonlinear Static Analysis)正则模态分析正则模态分析(Normal Mode Analysis)屈曲分析(Buckling Analysis)复特征值分析(Complex Eigenvalue Analysis)频率响应分析频率响应分析(Frequency Response Analysis)瞬态响应分析(Transient Response Analysis)非线性瞬态分析(Nonlinear Transient Analysis)隐式非线性分析(Implicit Nonlinear Analysis)热分析
3、(Thermal Analysis)1Patran:前后处理器Nastran:求解器*.op2/*.xdb*.bdf实例演示:矩形平板线性静态分析几何模型、载荷及约束条件 尺寸:4000mm3000mm 厚度:10mm 载荷:0.05N/mm2均布面载荷 边界条件:短边刚性固定,长边自由材料属性 密度:7.8510-9t/mm3 弹性模量:2.06105MPa 泊松比:0.32总结一:Patran/Nastran结构分析流程导入分析结果(Analysis)生成变形图、云图、报告等(Results)求解(Nastran)后处理(Patran)几何建模(Geometry)划分网格(Elements
4、)施加载荷及边界条件(Loads/BCs)创建材料(Material)单元赋属性(Properties)创建载况(Load Case)前处理(Patran)*.bdf*.op2/*.xdb*.db*.ses.*.bdf*.db.jou*.op2/*.xdb*.f06*.f04*.BDALL*.MASTER*.ses.*.rpt注意注意:Nastran分析完毕后,不要盲目将得到的结果文件(op2或xdb)读入Patran,一定要先打开f06文件并在里面搜索fatal(致命错误),只有搜不到fatal时才可以进入下一步,否则应根据出错信息修改模型并再次提交分析。34总结二:Patran建模思路Pa
5、tran的建模思路非常简洁,几乎所有操作都遵从“3W”原则,即:用何种方法以何种对象为目标进行何种操作;Performing what kind of actions on which type of objects in what way.例如,用指定坐标的方法创建点,其Action、Object和Method依次为Create、Point和XYZ;对节点进行旋转变换的Action、Object和Method依次为Transform、Node和Rotate。总结三:Patran/Nastran文件系统文件文件类型型扩展名展名用途用途能否用能否用记事本打开事本打开数据库文件db包含所有模型信息
6、不能Nastran输入文件bdf/dat供Nastran分析用能结果文件op2/xdb被Patran读入在后处理阶段生成变形图、云图等不能分析过程记录文件f06查错能对话文件ses.*记录用户在Patran中的每一步操作能除了上述主要文件,Patran/Nastran在运行过程中还会产生如下文件:系统信息统计文件(*.f04)日志文件(*.jou)*.DBALL*.MASTER 临时文件56总结四:Patran建模单位用Patran建模时,单位由用户自己确定,但需保证封闭。采用国际单位制:长度:m质量:Kg时间:s密度:Kg/m3力:N(Kg.m/s2)力矩:N.m压强/应力:Pa(N/m2)
7、适合船体结构建模的单位制:长度:mm质量:t时间:s密度:t/mm3力:N(t.mm/s2)力矩:N.mm压强/应力:MPa(N/mm2)钢材材料属性弹性模量:2.06 105 MPa(N/mm2)泊松比:0.3密度:7.85 10-9 t/mm3总结五:数据输入(一)Patran提供了鼠标拾取和键盘输入两种数据输入方法。拾取方法拾取方法拾取范拾取范围鼠标左键单击被单击的单个对象按住Shift键并用鼠标左键单击被单击的所有对象按住鼠标左键并拖动完全被矩形框包围(和与矩形框边界相交)的对象按住Ctrl键并用鼠标左键单击完全被多边形框包围(和与多边形框边界相交)的对象通过键盘输入数据的语法格式为:
8、对象类型标识符 对象标号列表对象象类型型标识符符对象象类型型标识符符几何点point/p节点node/n面surface单元element/ele实体solid多点约束MPC7总结五:数据输入(二)对象标号列表的格式:多个对象标号之间用空格或逗号分隔;有规律的对象标号用:步长。例如element 1,3 4:10:2代表标号为1,3,4,6,8,10的单元。坐标、向量的输入格式:坐标用方括号对()标识,各分量之间用空格或逗号或左斜线分隔;向量用尖括号对()标识,各分量之间用空格或逗号或左斜线分隔。例如100 200 300,。选择菜单的使用选择菜单(select menu)一般和矩形框选方法配
9、合使用,通过选取选择菜单上的对象类型,可以对选择集内的对象进行过滤,只有指定类型的对象才能被选中。随着操作类型的不同,选择菜单的选项会发生变化。8组(Group)的操作:用途及与AutoCAD图层之比较组是合理组织模型、高效操作视图的有效工具。简单模型无需分组,将所有对象放在默认组(Default group)中即可;而对于复杂模型,则必须分组,且在开始建模之前就必须谋划好如何组织模型,从而决定需要建几个组、每个组包含哪些对象。Patran中的组在某些方面与AutoCAD中的图层(Layer)非常相似,比如:图层有当前图层和非当前图层之分;而组也有当前组和非当前组的区别。在AutoCAD中,新
10、建对象自动分布在当前图层中;而在Patran中,新建对象自动包含进 当前组中。在AutoCAD中,对象可以在图层之间移动,从而方便修改对象的各种属性;而在Patran中,对象也可以从一个组移动/复制到另一个组。在AutoCAD中,从属于同一个图层的对象具有相同的属性(如线型、线宽、颜色等);而在Patran中可以为各个组的各种对象(如各种几何体和单元)分别指定显示效果。9当然,Patran中的组和AutoCAD中的图层还是有区别的,主要表现在:在AutoCAD中,包含对象的图层是不能被删除的;而在Patran中,可以随意删除不是当前组的组(无论组中是否包含对象),且默认情况下组所包含的对象并不
11、会被删除。在AutoCAD中,同一对象只能属于一个图层;而在Patran中,同一对象可以从属于多个组。组(Group)的操作:常用操作组的创建、显示、修改、移动/复制、置为当前、变换、删除、属性查询等操作通过选择Group菜单的相应命令来实现。Create:创建组;Post:显示组;Modify:修改组(置为当前、重命名、添加/删除成员Move/Copy:在组之间移动/复制成员Transform:整体平移/旋转组所包含成员;Delete:删除组;Group Transform Translate/Rotate和Transform element Translate/Rotate的区别:当单元已
12、赋属性时,前者得到的子单元可以继承父单元的属性;而后者父单元的属性将丢失,需要重新给子单元赋属性。组的变换方法:10组(Group)的操作:组的创建原则、命名及分组技巧组的创建原则 在够用的前提下越少越好。方便观察模型及后续的单元赋属性等操作。组的命名 不能使用汉字和特殊符号,可以使用字母、数字和下划线;长度不要超过31个字符;最好不要使用拼音,而用能够见名知义的英文或其缩写,例如1号货舱的甲板纵骨组可以起名为ch1_deck_longi,尾部舷侧纵桁用aft_side_stringer,建议采用“舱室名_构件类型”这种格式。分组技巧 沿船长方向按舱室将整船分为若干总段组,上层建筑单独成组。每
13、个总段组细分为外板及其骨架、内底及其骨架、甲板及其骨架、舱壁及其骨架等子组。当然,每个子组还可按板、各个方向的骨材进一步细分。例如,对于甲板板架,可以将甲板板归为一组,甲板纵骨归为一组,甲板纵桁和横梁各为一组。11视图操作:(一)视向切换,模型旋转、平移及缩放视向的切换通过工具栏 实现。快速旋转和平移模型通过工具栏 实现。为了精确地旋转视图,可以选择Viewing Transformations命令,在弹出的面板中单击Options按钮,拖动Rotation滑块设置好旋转步长,再回到原来的面板单击对应的旋转轴按钮进行精确旋转。局部放大;调整视图至完全显示;缩小;放大;12视图操作:(二)标号的
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