nastran项目知识
nastran模态讲解
1.1 为什么要计算固有频率和模态1） 评估结构的动力学特性。
如安装在结构上的旋转设备，为避免其过大的振动，必须看转动部件的频率是否接近结构的任何一阶固有频率。
2） 评估载荷的可能放大因子。
3） 使用固有频率和正交模态，可以指导后续动态分析（如瞬态分析、响应谱分析、瞬态分析中时间步长t ∆的选取等）4） 使用固有频率和正交模态，在结构瞬态分析时，可以用模态扩张法 5） 指导实验分析，如加速度传感器的布置位置。
6） 评估设计1.2 模态分析理论考虑假设其解为代入得到特征方程或其中，2ωλ=1） 对N 自由度系统，有N 个固有频率（j ω，j=1,2,…,N ）,特征频率，基本频率或共振频率。
2） 与固有频率j ω对应的特征向量称为自然模态或模态形状，模态形状对应于结构扰度图3） 当结构振动时，在任意时刻，结构的形状为它的模态的线性组合例子：1.3 自然模态与固有频率性质（1）正交性ω的单位（2）jω单位为rad/s, 也可以表示为Hz (cycles/seconds),二者换算关系为j（3）刚体模态图为一未约束结构，有刚体模态如果结构完全未约束，有刚体模态存在（应力-自由模态）或机构运动，至少有一固有频率为0。
（4）自然模态的倍数依然为自然模态如：代表相同的振动模态（5）模态的标准化1.4 模态能量（1）应变-位移关系（2）应力-应变关系（3）静力-位移关系（4）单元应变能因此，对给定的模态位移模态应变为模态应力为模态力为模态应变能为1.5 特征值解法对于方程MSC/NASTRAN提供三类解法a)跟踪法（Tracking method）b)变换法（Tromsformation method）c)兰索士法（Lamczos method）1.5.1 跟踪法跟踪法解特征值问题，实质是迭代法。
对仅求几个特征值（或固有频率）的问题是一种方便方法。
MSC/NASTRAN中，提供两种迭代解法，即为逆幂法（INV）和移位逆幂法（SINV）前者存在丢根现象；后者采用STRUM系列，避免丢根，改善收敛性。
nastran动力学培训
（续）
TLOAD2
载荷作用的起止时间
频率
相位角
载荷集的组合－DLOAD卡
整体比例因子 第2个载荷的比例因子 及TLOAD标识号
（续）
DAREA卡
Grid number Component号
比例因子
LSEQ卡
定义作为动态载荷来应用的静态载荷。 通过LOADSET工况控制命令来选中LSEQ模型数据卡 包含一个DAREA卡，以表明是和TLOAD卡一起作用的载荷集。
（续）
激励的定义：与瞬态响应中TLOAD对应，在频率响应中 为RLOAD。其中RLOAD1是按照实部与虚部的形式来定 义频变载荷；RLOAD2按幅值和相位的形式来定义频变载 荷。 几点考虑：如果激励的最高频率比系统的最低谐振频率小 得多，那么使用静态分析就足够了；阻尼很小的结构在激 励频率接近于谐振频率的时候，会表现出很大的动力响应。 在这样的问题中，模型上一个小的改动（或仅换一台电脑 来计算）都可能产生响应的明显变化；如果希望对峰值响 应进行充分的预测，必须使用足够好的频率步长（Δ f）。 对每个半能带宽至少使用5个点。
（续）
BEGIN BULK PARAM, COUPMASS, 1 PARAM, WTMASS, 0.00259 $ SPECIFY STRUCTURAL DAMPING PARAM, G, 0.06 PARAM, W3, 1571. $ APPLY EDGE CONSTRAINTS $ SPC1, 200, 12456, 1, 12, 23, 34, 45 $ $ PLACE BIG FOUNDATION MASS (BFM) AT BASE $ CMASS2, 100, 1000., 23, 3 $ $ RBE MASS TO REMAINING BASE POINTS $ RBE2, 101, 23, 3, 1, 12, 34, 45 $ $ APPLY LOADING TO FOUNDATION MASS $ TLOAD2, 500, 600, , 0, 0.0, 0.004, 250., -90. $ DAREA, 600, 23, 3, 2.588 $ $ SPECIFY INTEGRATION TIME STEPS $ TSTEP, 100, 200, 2.0E-4, 1 ENDDATA
Nastran基础培训1_简介
Nastran基础培训1_简介第一章 Nastran 简介一概述1 功能齐全的大型有限元软件a. 大型：有上百万条源程序语句b. 功能齐全：进行静力、动力分析，敏度，分析与优化设计c. 实用面广：航空、航天、船舶、汽车、机械、建筑、桥梁、水力、化工、海洋、能源、橡胶等2 通用性强a. NASTRAN输入/输出格式被许多行业公认为一种标准b. 几乎所有 CAD/CAM 系统都提供了与 NASTRAN 的接口c. NASTRAN 的计算结果经常作为评估其它有限元分析软件精度的参照标准3 经过严格的检验，高度可靠性a. 每一版本发行都要经过 4 个级别，5,000 多个测试题目的考核b. 30 多年的开发与不断改进c. 3、50,000 多个用户的长期工程应用验证d. NASTRAN 已成为许多工业部门法定结构分析软件。
4 强大的用户开发程序－ DMAP关于 DMAP (Direct Matrix Abstraction Programming)a. 为用户提供由 DMAP 语言组成的固定分析流程b. 用户可以根据需要用 DMAP 语言修改与重组新的流程。
5 丰富的文献资料* NASTRAN 线性静力与模态分析指南( NASTRAN Linear Static and Normal Modes Analysis User’s Guide )* NASTRAN 基本动力分析指南( NASTRAN Basic Dynamic Analysis User’s Guide )* NASTRAN 数值方法指南( NASTRAN Nunerical Methods User’s Guide )* NASTRAN 设计敏度与优化指南( NASTRAN Design Sensitivity and Opotimization User’s Guide ) * NASTRAN 气弹分析指南( NASTRAN Aeroelastic Analysis User’s Guide )* NASTRAN 热分析指南( NASTRAN Thermal Analysis User’s Guide )* NASTRAN 超单元分析指南( NASTRAN Superelement Analysis User’s Guide )* NASTRAN DMAP和数据库应用指南(NASTRAN DMAP and Database Application User’s Guide) * NASTRAN 非线性分析指南( NASTRAN Nonlinear Analysis User’s Guide )6 主要缺点(1) Nastran 只是一个求解器，没有自己的前后处理。
Nastran 基础培训6_基本单元库
第六章Nastran 的基本单元库一、概述1 基本NX NASTRAN 单元使用NX Nastran单元一般需注意以下方面：* 对于模型中的所有单元，都应具有唯一的单元标识号EID。
绝不能按不同单元类型重复使用单元号。
* 单元矩阵的形成与节点排序无关(指单元矩阵中的元素会随着节点排序的改变而自动调整位置)。
* 每个单元有它自己的单元坐标系，这类坐标系是由连接次序或由其他单元数据定义的。
单元的输出量（例如单元力或应力）是以单元坐标系输出的。
* UGS 公司会不断地增强和改善NX Nastran 单元库的质量，因此，用户可以测试计算结果在本软件的序列版本间的变化（对于同样的模型）。
关于NX Nastran 单元的更详细说明可参看《NX Nastran Quick Reference Guide》第5 章。
二、各类单元的简要说明1. 标量单元，也称0 维单元* 所有标量单元都在结构模型两个自由度间或一个自由度和“地面”间来定义* 标量单元刚度由用户直接定义，静力分析中的标量单元如下：标量弹簧单元：CELAS 1，CELAS 2，CELAS 3，CELAS 4；标量质量单元：CMASS 1，CMASS 2，CMASS 3，CMASS 4 四种形式标量弹簧元，格式如下：说明：CELAS 1 和CELAS 3 性质卡(PELSA) 的格式如下：例题问题：弹簧一端固定，另一端受10 磅轴力，弹簧轴向刚度(K) 为100 磅/英寸，求：结点1202 的位移：模型数据卡为：* NASTRAN 101 静力分析中，PARAM，AUTOSPC,YSE 可自动约束不相关自由度。
* 阻尼(第8 字场GE) 不适于静力分析，未计入* 第9 字场应力系数S是可选，用关系式σ= S * P（P 为单元内力），直接计算弹簧应力。
默认为0.0，不计算应力。
* 将CELAS2 卡上G1 和G2 顺序倒过来，则单元力的符号也反号。
部分输出结果：2. 线单元线单元，也称一维单元，用于表示杆和梁性质；* 杆单元支持拉、压和轴向扭转，但不允许弯曲；* 梁单元则包括弯曲，NX NASTRAN 有三种梁元；CBAR - 简单梁元，梁剖面剪心和形心吻合，不能用于具有翘曲的梁CBEAM - 复杂梁元，具有CBAR的全部能力，允许锥形剖面性质，非吻合的形心和剪心，以及剖面的翘曲;CBEND - 常曲率半径(圆弧) 简单曲梁元(1) 杆单元(CONROD)CONROD 单元，连接两结点，允许承受轴向力和绕轴向的扭转不需单元性质卡，定义多个不同性质杆单元CONROD 格式如下：说明：扭转应力系数C 用于计算扭矩引起的扭转应力(2) 杆单元(CROD)* CROD 单元同CONROD 单元* CROD 有单独的性质卡(PROD) 定义多个有同样性质的杆单元时，用CROD 卡。
Nastran基础教程01_概述
平的MSC.Patran的开发、发行和支持公司
● MSC.Patran是一个开放的用于主要的有限元分析(FEA)
软件,包括MSC.Nastran 和 MSC.Marc的前后处理程序
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
创建有限单元网格
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 14
STEP 3 -创建分析模型(续.)
约束悬臂板的一条边
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
使用MD Nastran 分析图示的悬臂板结构并且用 手工计算验证分析结果
材料: Steel
● ●
E = 30 x 106 psi n = 0.3
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 9
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
S1 - 17
STEP 3 -创建分析模型(续.)
定义模型属性.
NAS120v, Section 1, April 2010 Copyright© 2010 MSC.Software Corporation
MD Nastran
具有广泛的支持文档 (包括在线百科全书)
MSCNastran模块介绍
MSCNastran模块介绍MSC Nastran 模块功能介绍1.MSC Nastran Basic 1003 （License文件中的授权特征名：NA_NASTRAN）MSC Nastran基本模块，功能包括线性静力分析、模态分析及屈曲分析。
MSC Nastran 基本模块求解规模无节点限制，可对多种单元、材料、载荷工况进行评估，实现线性静力分析（包括屈曲分析）和模态分析（包含流固偶合即虚质量方法和水弹性方法）。
线性静力分析，预测结构在静力条件下的线性响应（位移、应变、应力），即小变形和不考虑非线性因素的情况，包括屈曲分析（稳定性分析）。
模态分析能了解结构的固有频率（振动模态）特征，帮助评估结构的动力特性。
2. MSC Nastran Dynamics 1025 （License文件中的授权特征名：NA_Dynamics）结构动力学分析是MSC Nastran的主要强项之一，它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。
MSC Nastran动力学分析功能包括: 正则模态，复特征值分析，频率及瞬态响应分析，随机响应分析，冲击谱分析等。
3. MSC Nastran Connectors 10002 （License文件中的授权特征名：NA_Connectots）MSC Nastran连接单元，可以模拟点焊，铆接，螺栓连接等。
允许创建点-点，点-面，面-面连接。
可以用焊接单元将任意的两个部件的网格连接在一起，并自动处理与任意类型单元之间的连接。
4. MSC Nastran ADAMS Integration 10233 （License文件中的授权特征名：NA_ADAMS_Integration）MSC Nastran 与ADAMS的接口，使用ADAMS进行柔性体分析时，需导入MSC Nastran计算所生成的模态中性文件，MSC NastranADAMS Integration可使MSC Nastran 计算生成ADAMS所需要的柔性体模态中性文件。
Nastran简介
一、Nastran简介Nastran是美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，简称NASA，又称美国宇航局）为适应各种工程分析问题而开发的多用途有限元分析程序。
这个系统称为NASA Structural Analysis System，命名为Nastran。
20世纪60年代初，美国宇航局为登月需要，决定使用有限元法开发大型结构分析系统，并能在当时所有大型计算机上运行。
MacNeal-Scherndler Corporation（即MSC公司）是开发小组主要成员。
Nastran程序最早在1969年通过COSMIC（Computer Software Management and Information Center）对外发行，一般称为COSMIC.Nastran。
之后又有各种版本的Nastran程序发行，其中以MSC公司所开发的MSC.Nastran程序用户最为广泛。
长期以来MSC.Nastran 已成为标准版的Nastran，是全球应用最广泛的分析程序之一。
为了迎合企业准确充分地模拟产品的真实性能的需求，结合当今计算方法、计算机技术的最新发展，从2001年以来，MSC.Software投入了大量的研发力量于进行MD技术研发，在2006年成功发布了新一代的多学科仿真工具Nastran，在继承原有MSC Nastran强大功能的基础上，陆续集成了Marc、Dytran、Sinda、Dyna和Actran等著名软件的先进技术，大大增强了高级非线性、显式非线性、热分析、外噪声分析等功能二、Nastran软件功能(1)基本功能Nastran的基本模块支持各种材料模式的线性分析,包括：均质各向同性材料、正交各向异性材料、各向异性材料和随温度变化的材料等。
(2)动力学分析结构动力学分析是Nastran的最主要强项之一，它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能,其功能包括时间域的瞬态响应和频率域的频率响应分析，方法有直接积分法和模态法，同时考虑各种阻尼如结构阻尼、材料阻尼和模态阻尼效应的作用。
Nastran-基础培训-4-控制卡片
第 4 章执行控制与情况控制下面是一个典型的Nastran 输入文件：一、执行控制语句(1) 该段语句用自由格式书写(2) 执行控制段基本功能a) 识别作业b) 选择分析类型c) 设置允许CPU 时间d) 输出诊断信息e) 设定用户编写的DMAP 系列分别说明如下：a) ID 语句* ID 语句是可选的，其作用为识别作业;* 必须为执行控制段第一条语句* ID 语句格式为：ID i1，i2其中，i1 和i2 为字符串，i1 可为 1 至8 个字符串，i2 可为任何长度的字符串。
* 每一个字符串都必须以字母开头。
* 在Nastran 输出文件的每一页开头都会输出ID 语句的内容。
b) SOL 语句* SOL 语句是必须的，用于选择分析类型（求解系列）* SOL 语句格式为：SOL n其中，n 是识别求解类型的正整数或解法系列的字符名如：SOL 101 (或SOL SESTATIC )，即线性静力分析；SOL 103（或SOL SEMODES )，即模态分析SOL 105（或SOL SEBUCKL )，即屈曲分析。
等。
c) TIME 语句* Time 语句是可选的，设置最大CPU 时间和作业I/O 时间，它的格式为：TIME t1 , t2其中，t1 为最大允许CPU 执行时间，以分计（实数或整数，缺省值为 1 分钟）；t2 为最大允许I/O 时间，以秒计（缺省值是无限大）。
注意，执行时间的默认值仅对于非常小的作业才适用。
d) CEND 语句* CEND 语句是必须的，作用是表示执行控制段的结束，情况控制段的开始。
它的格式为：CEND例子：一个简单模型线性静力分析的执行控制段：ID SIMPLE, STATICS ANALYSISSOL 101TIME 5CEND二、NX NASTRAN结构化求解序列下表为NX Nastran 提供的求解类型及其序列号：三、情况控制指令* 情况控制段是NX NASTRAN 输入文件的必须部分* 跟在执行控制段(CEND) 后，在模型数据集(BEGIN BULK) 之前* 基本功能：选取载荷与约束条件等模型数据；选取输出结果；定义子情况;* 情况控制指令均用自由格式书写1. 输出选择：TITLE = {任何BCD 数据}SUBTITLE = {任何BCD 数据}LABEL={任何BCD 数据}TITLE、SUBTITLE 和LABEL 分别定义输出每页第一行、第二行和第三行标题。
Nastran静力学分析关键字解读培训
五、Nastran关键字实例详解
本次关键字实例详解基于前处理软件hypermesh生成的bdf文件，本次培训同步提供了模型文件《nastran.bdf》， 几何模型如下图：
边界条件：左侧一排节点约束所有自由度，分析步一在右侧刚性主节点沿平面法向施加大小为10的集中力，分析步 二在右侧另一个刚性主节点上沿法向反方向施加大小为10的集中力。
Nastran静力学分析关键字解读培训
2021年5月20日
目录
1 Nastran软件简介 2 Nastran软件输入文件内容 3 Nastran软件输入文件格式 4 Nastran关键字总则 5 Nastran关键字实例详解
一、 Nastran软件简介
Nastran是一款有限元分析（FEA）软件，最初是1960年代末在美国政府对航空航天工业的资助下为美国国家航空航 天局（NASA）开发的多用途有限元分析程序，这个系统称为NASA Structural Analysis System，命名为Nastran。
五、Nastran关键字实例详解
1、文件由hypermesh生成及相
1
关版本信息，可以删除；
2、执行控制语句，写入分析类
2
型、允许CPU时间等，该分析类型为
101，表示该文件采用静态受力分析，
以CEND语句结尾；
3
3、情况控制语句，选取载荷和
约束条件，选取输出条件定义子工况
等，该文件的输出情况（位移、应力、
应变）；
4
4、定义名为step_1的静态计算
工况（其中约束的标识号为3，载荷
的标识号为1），定义名为step_2的
静态工况（……）。
五、Nastran关键字实例详解
1、模型数据语句，包含有限元模
nastran
Nastran简介Nastran（NASTRAN）是一种广泛使用的有限元分析软件，用于解决各种工程问题。
它最初是由美国国家航空航天局（NASA）开发的，用于设计和分析航天器结构。
随着时间的推移，Nastran已逐渐扩展到包括航空、汽车、船舶、建筑和其他领域的工程设计中。
Nastran提供了一套强大的工具和功能，用于创建、分析和优化复杂的结构和系统。
功能特点•有限元分析：Nastran可以进行线性和非线性的有限元分析。
它可以处理静态和动态的结构问题，包括线性弹性分析、非线性材料分析、动力学分析等。
Nastran还提供了各种不同的元素类型和求解器选项，以适应不同类型的分析需求。
•高级材料模型：Nastran支持各种材料模型，包括线性和非线性材料模型。
它可以考虑材料的弹性、塑性、破坏行为等，并根据定义的材料性能来分析结构的响应。
•结构优化：Nastran提供了多种优化方法和算法，用于优化结构设计。
它可以根据给定的设计目标和约束条件，自动搜索最优的设计解。
优化方法包括拓扑优化、形状优化、参数化优化等。
•疲劳和可靠性分析：Nastran可以进行疲劳和可靠性分析，用于评估结构的寿命和可靠性。
它可以考虑不同的载荷情况和环境条件，并根据标准和准则来评估结构的安全性和寿命。
•多物理耦合：Nastran可以进行多物理场的耦合分析，包括结构-热、结构-磁、结构-流体等。
它可以考虑不同物理场之间的相互作用和影响，并进行相关的分析和优化。
•后处理和可视化：Nastran提供了强大的后处理和可视化功能。
它可以生成各种分析结果和报告，包括应力、应变、位移、模态、频率响应等，并可以通过图形界面或脚本进行可视化展示和分析。
应用领域Nastran广泛应用于各种工程领域，包括航空航天、汽车、船舶、建筑等。
它可以用于解决各种结构和系统的设计和分析问题，包括飞行器结构设计、汽车车身强度分析、船舶结构疲劳寿命评估、建筑结构优化等。
Nastran已成为许多工程领域的标准分析工具，被广泛应用于工程设计和研发过程。
Nastran 基础培训 3_有限元模型
第三章NASTRAN 有限元模型知识1 离散化结构的描述有限元模型所需数据包括：* 坐标系* 模型几何(节点坐标)* 有限单元* 载荷* 边界条件* 材料性质A. 坐标系NX_NASTRAN 有默认的直角笛卡尔坐标系，称为基本坐标系，也称缺省坐标系。
NX_NASTRAN 允许用户建立局部坐标系,坐标系类型包括直角、柱面(r,θ,z) 与球面坐标系(r,θ,φ)。
作为一个例子，考虑如图所示的储水罐，这是一个具有半球顶的圆柱面，其轴线是偏离基本坐标系原点的。
对这种情况，建立局部柱面坐标系（γ，θ，z）和球面坐标系（γ，θ，?）来形成模型的几何记录，或检查计算出来的位移结果，显然是十分方便的。
B. 模型几何NX_NASTRAN中，模型几何用结点(Grid) 定义。
结构结点由于加载而移动：结构模型每一结点有六个可能位移（自由度），分别是：三个移动(在X、Y 和Z 方向) 和三个转动(绕X、Y 和Z 轴的转动) 。
C. 有限单元Nastran 中，单元名均以字母C 开头，C 是表示“connection”。
Nastran 中提供了以下单元：■弹簧元（性质如简单拉伸或扭转弹簧）■线单元（性质象杆、棒或梁）杆元：CROD，CONROD直梁元：CBAR，CBEAM曲梁元：CBEND■面单元（性质象膜或薄板）三结点三角形板元：CTRIA 3六结点三角形板元：CTRIA 6四结点四边形板元：CQUAD 4八结点四边形板元：CQUAD 8四结点剪力板元：CSHEAR■体元（性质象块料或厚板材）■约束元（无限刚硬，称为刚性元）·刚性杆：RROD·刚性梁：RBAR·刚性三角板：RTRPLT·刚性约束元：RBE1，RBE2·均方加权约束元：RBE3·内插约束元：RSPLINED. 载荷(1) NX_NASTRAN 可处理的载荷包括静力载荷、动力瞬态、振动载荷、热载、地震加速度和随机载荷……(2) 静力载荷包括：* 板和体表面上的压力载荷* 重力载荷* 由加速度引起的载荷* 强迫位移* 集中力和力矩* 梁上的分布载荷E. 边界条件(1) 结构对载荷的响应通过约束点或结构点处产生反力来响应；(2) 一些简单边界件：(3) NX_NASTRAN 中，边界条件通过约束适当自由度为零位移来处理。
有限元软件MSC.NASTRAN讲解
MSC.NASTRAN目录1 简介2 MSC.Nastran的开发历史3 MSC.NASTRAN的优势3.1 极高的软件可靠性3.2 优秀的软件品质3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能3.5 高度灵活的开放式结构3.6 无限的解题能力4 NASTRAN动力学分析功能4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析4.3 复特征值分析4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析4.6 响应谱分析4.7 频率响应分析4.8 声学分析5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析5.3 材料非线性分析5.4 非线性边界(接触问题)5.5 非线性瞬态分析5.6 非线性单元6 NASTRAN的热传导分析6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析6.5 热控分析6.6 空气动力弹性及颤振分析6.7 流-固耦合分析6.8 多级超单元分析6.9 高级对称分析7 设计灵敏度及优化分析7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析7.3 设计优化分析7.4 拓扑优化分析8 复合材料分析9 P-单元及H、P、H-P自适应10 NASTRAN的高级求解方法11 NASTRAN的单元库12 用户化开发工具DMAP语言1 简介2 MSC.Nastran的开发历史3 MSC.NASTRAN的优势3.1 极高的软件可靠性3.2 优秀的软件品质3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能3.5 高度灵活的开放式结构3.6 无限的解题能力4 NASTRAN动力学分析功能4.1 NASTRAN动力学分析简介4.2 正则模态分析4.3 复特征值分析4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析4.6 响应谱分析4.7 频率响应分析4.8 声学分析5 NASTRAN的非线性分析功能5.1 NASTRAN非线性分析简介5.2 几何非线性分析5.3 材料非线性分析5.4 非线性边界(接触问题)5.5 非线性瞬态分析5.6 非线性单元6 NASTRAN的热传导分析6.1 NASTRAN热传导分析简介6.2 线性/非线性稳态热传导分析6.3 线性/非线性瞬态热传导分析6.4 相变分析6.5 热控分析6.6 空气动力弹性及颤振分析6.7 流-固耦合分析6.8 多级超单元分析6.9 高级对称分析7 设计灵敏度及优化分析7.1NASTRAN的拓扑优化简介7.2 设计灵敏度分析7.3 设计优化分析7.4 拓扑优化分析8 复合材料分析9 P-单元及H、P、H-P自适应10 NASTRAN的高级求解方法11 NASTRAN的单元库12 用户化开发工具DMAP语言展开编辑本段1 简介NASTRAN是在1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求主持开发大型应用有限元程序。
nastran -经验
MSC技术技巧：MSC Nastran大规模模型计算文档设置: 在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等。
OMSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC Nastran大规模模型计算文档设置一、简述在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等，可能会涉及到10万量级的单元规模使得整体的计算自由度规模达到几十万甚至上百万，尤其是涉及到时发布者：MSC软件阅读:32马上阅读k收起lMSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC Nastran大规模模型计算文档设置MSC软件发布于2015年6月11日14:09 一、简述在特定的行业中，通常会需要对大规模的有限元模型进行分析计算，例如汽车的整车模型，船舶的整船模型等等，可能会涉及到10万量级的单元规模使得整体的计算自由度规模达到几十万甚至上百万，尤其是涉及到时域或者频域的动力学分析时，其所输出的计算结果以及计算过程中所需的临时数据库文件的容量都需要比较大的数据存储容量，否则会导致数据溢出，计算非正常终止。
二、问题描述以及解决方法1)BUFFSIZE当Nastran输出的二进制计算结果文件为xdb格式时，通常需要设定BUFFSIZE的大小，BUFFSIZE是磁盘在存储数据时每一个缓冲区使用的字节的数量，其默认的大小为8192，在进行大规模数据输出时，其设置规模不够，不能将结果完全输出，其f06文件中相关错误提示内容为：*** SYSTEM FATAL MESSAGE 6062 (DBC)*** DIOMSG ERROR MESSAGE 6 FROM SUBROUTINE WRTLSTOVERFLOW OF DICTIONARY PRIMARY INDEX FOR DATA BASE UNIT 1.解决方法(一)在输入文件(BDF文件)的FMS中添加：Nastran Buffsize = 32769用以增大XDB文件的容量解决方法(二)在输入文件(BDF文件)的FMS中添加：ASSIGN DBC='XXX.xdb',RECL=32769用以增大XDB文件的容量2)Scratch DBset 容量不够用，数据溢出通常对大规模模型进行分析计算时会遇到如下的错误提示：*** USER FATAL MESSAGE 1221(GALLOC)THE PARTITION OF THE SCRATCH DBSET USED FOR DMAP-SCRATCH DATABLOCKS IS FULL.USER INFORMATION: THE DMAP SCRATCH PARTITION WILL NOT SPILL INTO THE 300-SCRATCH PARTITION.USER ACTION: 1. SET NASTRAN SYSTEM(151)=1, OR2. INCREASE THE NUMBER OF MEMBERS, AND/OR THEIR MAXIMUM SIZE, FOR THE SCRATCH DBSET ON-THE "INIT" STATEMENT.该错误是由于计算时的临时数据库文件SCRATCH DBset容量不能满足计算要求，导致数据溢出，需要扩展该数据库规模满足计算的需求。
NAstran_DMAP培训资料
8 Page 8
带参数、表格，矩阵的DMAP指令
DMAP Instructions Work With Parameters, Tables, and Matrices
命名约定Naming convention
– es are alphanumeric using from 1 to 8
修改MSC提供的Solution Modify the MSC-provided solutions
– 增加附加输出add additional output
– 计算附加量calculate additional quantities
– 改变问题的求解方法 change the way the problem is solved
MSC.Nastran DMAP 教案
MSC公司成都办事处
June, 2004
Two-Day DMAP Notes prepared 2021/2/27
Page 1
What will be covered?
概要
– DMAP综述
参数（PARAM）
– 及其应用
DMAP 模块
– 如何向程序传递信息 – 如何读写矩阵 – 如何使用矩阵
MSC.Nastran execution
Two-Day DMAP Notes prepared 2021/2/27
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两类DMAP指令
Two Types of DMAP INSTRUCTIONS
语句——进行参数操作或求解控制（类似于Fortran的一行）
Statements - perform parameter operations or solution control (similar to a single line of FORTRAN）
MSCNastran操作与实战培训教程分解
MSCNastran操作与实战培训教程分解随着计算机技术和CAE（计算机辅助工程）技术的不断发展，MSCNastran已经成为了工程师们解决结构分析问题的重要工具。
然而，初学者对于如何操作MSCNastran仍然比较迷惑。
本文将分解MSCNastran的操作教程，让初学者能够轻松上手实战操作。
1. 了解MSCNastran首先，我们需要了解MSCNastran的基本概念和用途。
MSCNastran是一种专业的有限元分析软件，可以模拟和预测各种物理现象，如结构变形、热传导、流体流动等等。
通过对复杂结构进行数值模拟分析，工程师可以更好地优化设计，提高工程质量和效率。
2. 安装MSCNastranMSCNastran是一种商业软件，需要购买后进行安装。
我们可以从MSC官方网站上下载安装包，并按照安装指南进行操作。
在安装过程中，要注意配置环境变量、路径等，以便正确调用软件。
3. MSCNastran界面MSCNastran的界面比较简洁，整体窗口可以分为三个部分：（1）图形界面：图形界面显示模型的三维模型和计算结果，可以用来进行后处理和结果查看。
（2）编辑界面：编辑界面用于输入模型数据，手动编辑各种数据文件，并通过命令行进行操作。
（3）输出界面：输出界面用于显示计算过程中产生的警告、错误信息和计算结果等。
4. MSCNastran的简单流程在使用MSCNastran进行分析之前，需要确定以下几个步骤：（1）定义模型几何：CAD软件可以用来创建模型，也可以从STEP或IGES格式的文件中导入模型。
（2）设置网格：将模型转化为有限元网络。
MSCNastran 支持多种网格类型，包括四边形、三角形、六面体、四面体、棱柱和棱锥等。
（3）定义材料和属性：定义材料类型、弹性模量、泊松比、密度和粘滞阻尼等物理特性。
（4）设置约束和载荷：设置模型的约束和载荷，包括支撑条件、力、扭矩、压力等。
（5）运行分析：启动MSCNastran，并输入数据文件以运行分析。
Nastran基础培训PPT305页
3) 1964年1月，NASA制定任务书 4) 由计算机科学(Compnter Sciences)、Martin 公
司和MSC组成研制队承包程序研制 5) 1968年5月 ，该程序首先在Goddard运行
6 MSC/NASTRAN的文档资料
1、 MSC/NASTRAN 使用入门
（ Getting Started With MSC/NASTRAN User’s Guide ）
2、用户指南 3、MSC/NASTRAN 快速参考手册
( MSC/NASTRAN Quick Reference Guide )
中心专利版 lNKF/NASTRAN： NKF工程协会专利版 lCOSMOS/NASTRAN: COSMOS公司专利版
• 2 MSC/NASTRAN开发历史
1964年，MSC承担美国航空航天局（NASA）主持 NASTRAN的开发
1971年，MSC推出专利版MSC/NASTRAN 1973年，MSC指定为NASTRAN(NASA)维护商 1989年, 发布经重大改进的 MSC/NASTRAN66 1991年，将CAD技术引入MSC/NASTRAN V67.5及相
• NASTRAN 专利
l COSMIC/NASTRAN:COSMIC维护的非专利版
lMSC/NASTRAN:MSC公司发展的专利版 l UAI/NASTRAN:通用分析专利版本 l SPERRY/NASTRAN: SPERRY UNIVAC公司专利版 lMARC/NASTRAN：MARC分析与研究专利版 l DTNSRDC/NASTRAN：David Taylor海军舰艇研究发展
Nastran FX培训资料-基础
Nastran FX 培训手册
Nastran FX
培训手册
nastran单元类型
nastran单元类型【实用版】目录1.Nastran 单元类型的概述2.Nastran 单元类型的主要分类3.Nastran 单元类型的应用实例4.Nastran 单元类型的优势与局限性正文1.Nastran 单元类型的概述astran 单元类型是计算机辅助工程（CAE）领域中一种用于模拟和分析结构力学的基本构建模块。
Nastran（National Analyst System）是一种广泛应用于结构分析的软件，其强大的计算能力得益于单元类型的多样性。
单元类型是 Nastran 中对结构中不同部分的建模方式，每一种类型的单元都具有特定的几何形状、材料属性和边界条件，以满足各种工程应用的需求。
2.Nastran 单元类型的主要分类astran 单元类型主要分为以下几类：（1）线单元：用于模拟结构中的一维对象，例如杆、梁等。
线单元主要包括：LIN、LN、LW 等。
（2）面单元：用于模拟结构中的二维对象，例如板、壳等。
面单元主要包括：PL、PM、PW 等。
（3）体单元：用于模拟结构中的三维对象，例如块、球等。
体单元主要包括：SOL、SO、SP 等。
（4）组合单元：由多个基本单元组合而成，用以模拟复杂的结构部件。
组合单元主要包括：COMP、COP 等。
3.Nastran 单元类型的应用实例astran 单元类型在众多工程领域中都有广泛的应用，例如：（1）航空航天：飞机结构、发动机、导弹等。
（2）汽车工程：车身结构、悬挂系统、底盘等。
（3）建筑结构：桥梁、高楼、隧道等。
（4）能源领域：核电站、风力发电、水力发电等。
4.Nastran 单元类型的优势与局限性astran 单元类型的优势主要体现在：（1）灵活性：丰富的单元类型可以满足各种工程应用的需求。
（2）精确性：基于有限元方法的计算可以获得较高的精度。
（3）适应性：适用于各种规模和复杂程度的结构分析。
然而，Nastran 单元类型也存在一定的局限性，例如：（1）计算成本：随着单元数量的增加，计算时间和成本也会相应增加。
最新NX-nastran-中的解算方案类型总结资料
NX nastran中的分析种类（解算方案类型总结）（1）静力分析静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。
该分析同时还提供结构的重量和重心数据。
（2）屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。
（3）动力学分析NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。
结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。
NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下：❑正则模态分析正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。
❑复特征值分析复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。
此外Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。
❑瞬态响应分析（时间-历程分析）瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。
两种方法均可考虑刚体位移作用。
直接瞬态响应分析该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。
结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。
该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。
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Nastran 的功能模块Nastran 结构包Nastran 基本模块Nastran 与Adams 集成接口Nastran 连接单元Nastran 动力学模块Nastran 热传导Nastran 动力学设计分析方法Nastran 共享内存的并行分析Nastran DMAP 语言Nastran 线性接触Nastran 非线性模块Nastran 隐式非线性（sol600）Nastran 隐式非线性形状记忆材料Nastran 隐式非线性形半立方视角系数Nastran 内声场模块Nastran 设计优化Nastrtan 拓扑优化Nastran ACMS（自动部件模态综合法）Nastran 超单元Nastran 航空航天包Nastrann 转子动力学Nastran 气弹INastran 显式包Nastran LS-DYNA 转换器Nastran 显式非线性（SOL700）Nastran 显式非线性并行第2 个CPUNastran 专家包Nastran 高级非线性(SOL 400)Nastran 线性结构包Nastran 基本模块Nastran 与Adams 集成接口Nastran 连接单元Nastran 动力学模块Nastran 热传导Nastran 动力学设计分析方法Nastran 共享内存的并行分析（SMP）Nastran DMAP 语言Nastran 线性接触Nastran 非线性模块Nastran 内声场模块Nastran 超单元Nastran 隐式非线性包(SOL 600)隐式非线性(SOL 600)Nastran Marc 转换器Nastran 隐式非线性形状记忆材料Nastran 隐式非线性形半立方视角系数Nastran 隐式非线性并行第2 个CPUNastran 优化包Nastran 设计优化Nastran 拓扑优化Nastran 隐式HPC 包(4CPUs)Nastran ACMS（自动部件模态综合法）Nastran 分布式并行计算（DMP）Nastran 隐式非线性并行第2 个CPU Nastran 隐式非线性并行第3 个CPUNastran 隐式非线性并行第4 个CPUNastran 隐式HPC 包(5+ CPUs)Nastran ACMS（自动部件模态综合法）Nastran 分布式并行计算（DMP）Nastran 隐式非线性第5 个CPU Nastran 隐式非线性第6 个CPUNastran 隐式非线性第7 个CPU Nastran 隐式非线性第8 个CPU其它可选模块Nastran Krylov 求解器Nastran 外噪声分析Nastran 气弹IINastran 高级PFA (Progressive Failure Analysis) Nastran 显式非线性HPC 包(4 CPUs)Nastran 显式非线性HPC 包(16 CPUs)Nastran 显式非线性HPC 包(32 CPUs) Nastran 显式非线性HPC 包(33+ CPUs)Nastran 的优化功能具有尺寸、形状、拓扑、形貌等优化能力以及组合优化能力，可以提高整个设计效率并预测产品全生命周期内的性能。
Nastran 独特的优化序列能够综合考虑各种工况，例如静力、屈曲、动力学、NVH、内外噪声等，进行鲁棒性优化设计。
♦有效的优化技术-尺寸，形状，拓扑，形貌和Topometry优化♦在优化中可以定义粘接接触♦非线性优化♦随机仿真功能♦设计响应跨越多学科，同时访问尺寸，形状和拓扑优化的高级系统优化1. 基本功能Nastran 的基本模块支持各种材料模式的线性分析,包括：均质各向同性材料、正交各向异性材料、各向异性材料和随温度变化的材料等。
♦具有惯性释放的静力分析：考虑结构的惯性作用，可计算无约束自由结构在静力载荷和加速度作用下产生的准静态响应♦线性静力分析中，可以定义接触和粘接，为装配体的线性分析提供了方便且精确的方法。
♦线性屈曲：可以考虑固定的预载荷，也可使用惯性释放。
♦正则模态分析2. 动力学分析结构动力学分析是Nastran的最主要强项之一，它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。
Nastran 动力学分析功能包括时间域的瞬态响应和频率域的频率响应分析，方法有直接积分法和模态法，同时考虑各种阻尼如结构阻尼、材料阻尼和模态阻尼效应的作用。
Nastran 动力学响应分析可以准确预测结构的动力特性，大大提高虚拟产品开发的成熟度，改善物理样机的产品品质。
主要包括以下分析类型♦正则模态和复特征值分析♦非线性模态（即预应力模态）分析♦频率响应分析♦瞬态响应分析♦强迫运动分析♦随机振动分析♦冲击谱和谱响应分析♦动力灵敏度和优化分析♦部件频响应函数分析(FRF)♦基于频响应函数的装配分析3. 流- 固耦合和声场分析流-固耦合分析主要用于解决流体(含气体)与结构之间的相互作用。
主要应用在汽车NVH、列车车辆和飞机客舱等的内噪音预测分析，以及考虑流体质量影响的流体中结构如舰船的模态特性分析等。
Nastran 中拥有多种方法求解完全的流- 固耦合分析问题, 包括：♦流-固耦合法：流- 固耦合法广泛用于声学和噪音控制领域中, 如发动机噪声控制、汽车车厢和飞机客舱内的声场分布控制和研究、NVH 等。
分析过程中, 利用直接法和模态法进行动力响应分析。
流体假设是无旋和可压缩的, 分析的基本控制方程是三维波方程，两种特殊的单元被用来描述流- 固耦合边界。
此外，Nastran 新增加的声吸收单元可以精确描述材料的频变吸声性能，方便地模拟汽车中的座椅，内饰材料等。
(噪)声学载荷由节点的压力来描述, 既可以是常量, 也可以是与频率或时间相关的函数, 还可以是声流容积、通量、流率或功率谱密度函数。
对不同结构产品的噪声影响结果可被分别输出。
对于频率范围较宽，模型规模较大的声场分析可以方便地结合Nastran的ACMS方法，同时利用并行计算技术、超单元技术，大大提高计算效率和精度。
♦水弹性流体单元法：该方法通常用来求解具有结构界面、可压缩性及重力效应的广泛流体问题。
水弹性流体单元法可用于标准的模态分析瞬态分析、复特征值分析和频率响应分析。
当流体作用于结构时,要求必须指出耦合界面上的流体节点和相应的结构节点。
自由度在结构模型中是位移和转角,而在流体模型中则是在轴对称坐标系中调和压力函数的傅利叶系数。
类似于结构分析，流体模型产生" 刚度" 和" 质量" 矩阵, 但具有不同的物理意义。
载荷、约束、节点排序或自由度凝聚不能直接用于流体节点上。
♦虚质量法：虚质量法是仅考虑流体质量对结构的影响，主要用于以下流- 固耦合问题的分析：a) 结构沉浸在一个具有自由液面的无限或半无限液体里b) 容器内盛有具有自由液面的不可压缩液体c) 以上二种情况的组合, 如船在水中而舱内又装有不充满的液体Nastran的声场分析功能还集成了Actran的声学求解技术，不但可以进行内声场的分析，还可以进行外声场的分析。
可以分析结构的声辐射，声传播，吸收，散射以及结构声振耦合问题等。
并且最大的特点是可以求解大型结构的内外声结构耦合分析和优化，如整车的声响分析和动力系统的声辐射。
- 内外噪声♦Nastran的噪声分析拓展到无限区域，诸如汽车发动机、飞行器的的声辐射- 无限元技术♦集成了经过测试和验证的MSC.Actran 的无限元技术♦不需要在结构和声学分析两个不同的程序之间进行复杂的数据传递- 可以解决超大规模，全耦合的振动噪声耦合仿真问题。
- 可以计算结构辐射的声压、声强、声功率等，为结构件的声辐射能力提供定量描述。
4.自动部件模态综合法-ACMSACMS(Automated Component Mode Synthesis)自动部件模态综合法，使得工程师能够实现对大模型的动力响应分析和声场分析，ACMS 法自动将一个大模型用区域分解法分成几个子区域进行各个子结构的模态分析，然后进行模态综合，由此得到整体结构的动力学特性。
采用ACMS 法可大大减少大模型的计算时间，例如对近1400 万自由度的汽车模型（500Hz 内2500阶模态），采用全模型标准的模态法频率响应分析(SOL 111 )进行求解用时约26 小时，而采用Nastran 的ACMS 方法用时只需4 小时，同时占用的计算资源也大大降低，所以采用Nastran的自动部件模态综合技术为大型结构的动力学分析在精度和计算速度上提供很好的解决方案。
在Nastran 中，自动部件模态综合法(ACMS)得到了大大增强，新增加了矩阵域自动部件模态综合法( AC MS)，此法基于自由度计算，与已有的几何域自动部件模态综合法（GDACMS）相比计算速度更快，而且模型越复杂，计算效率提升越明显；可应用于模态分析，瞬态分析，频响应分析及优化分析，对于多点约束（MPC）多的情况下计算效率更高。
提供的多种区域划分方法（随求解类型变化）♦几何区域划分（适用SOL103,111,112,200）♦频率域划分（适用SOL 111, 200）♦自由度域（适用SOL 103,111,200）- 新的缺省方法♦几何域与频率域相结合(适用SOL 111, 200)♦矩阵域与频率域相结合(适用SOL 200)应用于不同求解类型：♦Nastran 动力分析(SOL103, 111, 112)∙Nastran 声学分析(SOL 108)∙Nastran 设计优化(SOL 200)∙Nastran 与ADAMS 的集成♦结构外部超单元技术♦声学外部超单元技术（包含流体空腔和流固边界）Nastran 的ACMS 技术可与分布式域并行计算技术（DMP）相结合，对频率范围较宽且有多个动力载荷的复杂模型，可大幅度提高计算速度和计算精度。
5. 热传递分析热传递分析通常用来校验结构零件在热边界条件或热环境下的产品特性, 利用Nastran 可以计算出结构内的温度分布状况,并直观地看到结构内潜热、热点位置及分布。
用户可通过改变发热元件的位置、提高散热手段、绝热处理或用其它方法优化产品的热性能。
Nastran 可以解决包括传导、对流、辐射、相变、热控系统在内的热交换现象,计算辐射视角系数，并真实地仿真各类边界条件, 建立各种复杂的材料和几何模型, 模拟热控系统, 并能进行热- 结构耦合分析。
Nastran 提供了稳态和瞬态热分析的线性、非线性求解算法。
SINDA/G 和P/Thermal 的高级热分析功能将集成到Nastran SOL400 中，同时，Nastran 可以连接多种商业化的空间轨道热分析软件，如T HERMICA, NEVADA, TSS,TRASYS 和SINDARad等，在这些软件中计算出来的辐射交换系数将自动传递Nastran 中。