Nastran静力分析4-5章

跟在执行控制段(CEND)后，在模型数据集(BEGIN BULK)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
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。 ECHO = SORT，打印分好类的模型数据； = UNSORT，打印未分类的模型数据； = BOTH，打印分类和未分类两种数据； = NONE，不打印模型数据； = PUNCH 将分类模型数据记入穿孔文件。
字域4至6中X1，X2和X3在不同坐标系中对应量如下：
类 型 直角 柱面 球面 X1 X R R X2 Y θ（度） θ（度） X3 Z Z φ（度）
字域8中PS施加结点任何自由度方向的约束；字域9仅用于超单元分析
标量点
标量点是空间的一个点，仅具有一个自由度
标量点不需任何空间坐标系来定义
标量点用于表示非结构特性，如相对位移、梁元翘曲影响 等
ALL DISP ( LACEMENT) n
输出一组（n）或全部结点的位移
ALL ELFORCE (或FORCE ) n
选取一组（n）或全部结构单元的 单元力输出
ALL STRAIN n
ALL ESE n
SUBSEQ = R1[ , R2 , R3 , … Rn ]
定义线性组合情况的系数，R1至 Rn为SUBSOEQ卡前出现的1至n个 子情况的系数（实数）。 下面给出一个3种载荷子情况及其组合的例题。
SUBCASE 1 SUBTITLE = Dead Load LOAD = 10 SUBCASE 2 SUBTITLE = NW wind Load
129
144 145 146 153 159 190 200
NLTRAN
AESTAT SEFLUTTR SEAERO NLHEAT TRHEAT DBTRANS DESOPT
非线性瞬态响应
静力气弹响应 气动颤振 气弹响应 稳态非线性热传导 瞬态热传导 数据库变换 优化设计
情况控制指令
情况控制段是MSC/NASTRAN输入文件必须部分
MPC = n
选取多点约束，n与模型数据卡(MPC或MPCADD)标识号相对应。
TEMP（LOAD）= n
选取由模型数据卡（TEMP或TEMPD）定义的温度载荷。
METHOD = n
选取特征值提取方法，n与模型数据卡(EIGR、EIGRL或EIGB)标识号相对应。
子情况定义
SUBCASE n 定义和标识一个子情况。n为子情况的标识号，由用户指定的任 何整数，但必须满足由上至下的子情况号是依次递增。 SUBCOM n 定义和标识一个线性组合子情况。
第5章
结点与坐标系
结点
结点用于定义结构几何; 每一结点有6个自由度（DOF）：三个移动分量(1、2、 3）与三个转动分量（4、5、6）。 结点六个自由度以1，2，3，4，5和6标明
结点的位移分量与自由度的关系表示为
结点模型数据“卡”GRID 格式
名 称 ID CP X1，X2，X3 CD PS SEID 结点号( 0 <整数 <106 )
选取一组（n）或全部板单元或体单元的应变输出 输出一组（n）或全部单元的应变能 选取一组（n）或全部结构单元的应力输出
ALL ELSTRESS (或STRESS ) n
ALL GPFORCE n
要求一组（n）或全部结点的平衡力输出
ALL GPSTRESS n ALL OLOAD n
六种选择是：
CORD1R CORD2R CORD1C CORD2C CORD1S CORD2S
｝ ｝ ｝
直角坐标系
柱坐标系
球坐标系
CORD1R 、 CORD1C 和 CORD1S 是用三个结点定义局部 坐标系，模型修改，该参考结点位置改变，局部坐标系定向 亦改变 CORD2R、CORD2C和CORD2S是用三点定义局部坐标系
选取一组（n）或全部结点的应力输出 请求一组（n）或全部作用载荷的输出
ALL SPCFORCE 要求一组（n）或全部结点单点约束力输出 n
SET n = {i1[ , i2 , i3 , THRU i4 , EXCEPT i5 , i6 , i7 , i8 , THRU i9 ]} 定义一组输出请求中使用的结点号或单元号，用于得到输出量的部份 选择输出
全部节点的约束反力。
数据选择 LOAD = n
选取静力载荷条件(集中载荷或分布载荷)，n与模型数据卡（FORCE、MOMENT和 PLOAD等）标识号相对应。
DEFORM = n
选取初始单元强迫变形，n与模型数据卡DEFORM标识号相对应。
SPC = n
选取单点约束，n与模型数据卡(SPC、SPC1或SPCADD)标识号相对应。
CORD2C卡格式如下
名 称 CID RID Ai，Bi，Ci
内
容
坐标系识别号（整数 > 0） 定义Ai，Bi和Ci的坐标系识别号（整数≥0，缺省值为零，指基本坐标系） 在 RID 坐标系中三点的坐标（实数）
z
B
C A
p z θ R
y
x
点（A1，A2，A3）,（B1，B2，B3）和（C1，C2，C3）非共线的 任何坐标系中，角度输入按度表示，输出（如转动位移）以弧度表示
例如：
SET 1 = 3，4，7，9，11 SET 5 = 2，9，15，THRU 21，33 DISP = 1 FORCE = 1 STRESS = 5 GPFORCE=all 对于该例题，表示输出下列内容： 结点3、4、7、9 和 11的位移； 单元3、4、7、9 和 11的力；
单元2、9、15 至 21和 33 的应力;
SOL 语句
SOL 语句是必须，用于选择分析类型（求解系列） SOL 语句格式为：
SOL
n
其中，n是识别解法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（模态分析） 和SOL 105（屈曲分析）等
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）
CEND 语句
GEND 语句必须，作用是作为执行控制段的结束（情况控制段的开始）
格式为：
CEND
例子
一个简单模型线性静力分析执行控制段
ID
SOL
SIMPLE,
101
MODEL
TIME 5
CEND
MSC/NASTRAN结构化求解序列
SOL号 101 103 SOL 名 SESTATIC SEMODES 说 明 包括如下选择的静力分析：线性热传导、替代减缩、惯性卸载、设计敏度（静力） 正则模态含设计敏度（模态）
LOAD = 20
SUBCASE 3 SUBTITLE = SW Wind Load LOAD = 30 SUBCOM 10 SUBTITLE = Load Combination 1 LABLE = Dead Load +NW Wind SUBSEQ = 1.0 , 1.0 , 0.0 SUBCOM 20 SUBTITLE = Load Combination 2 LABLE = Dead Load + ( - ) 1.5 SW Wind
内
容
定义结点坐标的坐标系号(整数 ≥ 0，或空格) 结点在坐标系CP中的位置(坐标值)（实数，缺省值为 0.0） 定义结点的位移、自由度、约束和解向量的坐标系号。（整数 ≥ -1 或空格） 与该结点相关的永久单点约束（由1至6组成的无嵌入空格的任何整数，或空格） 超单元标识号（整数 ≥ 0，缺省值为 0）
S1，S2
GE S
CELAS 1和CELAS 3性质卡格式
名 称 PIDi Ki GEi Si
内
源自文库
容
性质卡标识号(整数>0) 弹簧刚度值(实数) 阻尼系数（整数） 应力系数(整数)
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位移
基本单元库
概 述
基本MSC/NASTRAN单元
标量单元
标量弹簧元 CELASi (i=1,2,3,4) 标量质量元 CMASSi (I=1,2,3,4)
线单元
CROD CONROD CTUBE CBAR CBEAM CBEND
面单元
CQUAD4 CQUAD8 CTRIA3 CTRIA6 CSHEAR
例题
一半圆顶拱。为方便结点位移输出，将3至7点建立局部坐标系
采用柱坐标系，标识号为100, 定义为
各结点定义如下
结点 3 至 7 采用（r，θ，Z）坐标，r =15.0 时，θ从 30°（ 结点7 ） 至150° （结点3）变化。 所有结点的输出采用基本坐标系，因为在字域 7（CD） 是 空
第6章
SUBSEQ = 1.0 , 0.0 , -1.5
SYM n
定义一个对称子情况，n为子情况标识号。 SYMCOM n
定义和标识一个对称组合子情况。
SYMSEQ = R1[ , R2 , R3 , … Rn ] 定义对称组合子情况中1至 n 被组合子情况的系数。
REPCASE n
定义和标识一个重复的子情况。一般用于对前面实际子情况提出另外 的输出请求。 MODES = n 用于特征值问题中，重复N个连续模态的同样输出。n为模态数，由第 一个开始并依次处理，为此需定义子情况。
标量点用SPOINT“卡”定义，格式如下：
名 称
IDi
内
容
标量点标识号
坐标系
基本坐标系 MSC/NASTRAN 有一种固定直角坐标系，称为基本坐标 系; 所有坐标系都有坐标系识别号（CID），基本坐标系坐 标系识别号为零或空
用户定义局部坐标系时，基本坐标系是参考坐标系
局部坐标系 MSC/NASTRAN 提供定义局部坐标系的六种模型数据卡 每一局部坐标系直接或间接与基本坐标系相关
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：
名 称 EID K PID G1，G2 C1，C2
内
容
唯一的单元标识号(整数>0) 标量弹簧的刚度(实数) 性质卡PELAS的标识号（整数>0） 几何结点或标量点标识号(整数≥0) 分量号(0≤整数≤6，如果为标量，为零或空) 标量点标识号（整数>0） 阻尼系数(实数) 应力系数(实数)
第4章
执行控制与情况控制
典型Nastran输入文件
执行控制语句
执行控制语句
(1)
(2)
a) b) c) d) e)
该段语句用自由格式书写 执行控制段基本功能
识别作业 选择分析类型 设置允许CPU时间 输出诊断信息 设定用户编写的DMAP系列
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。 每一字符串以字母开头
体线单元
CHEXA CPENTA CTETRA CTRIAX6
刚性单元
约束元 RRPD RBAR RBEi (i=1,2,3) RTRPLT RSPLINE 质量元 CONM2 一般单元 GENEL
标量单元
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：
105
106 107 108 109 110 111 112 114 115 118
SEBUCKL
NLSTATIC SEDCEIG SEDFREQ SETRAN SEMCEIG SEMFREQ SEMTRAN CYCSTATX CYCMODE CYCFREQ
屈曲分析含静力分析、设计敏度（屈曲）
非线性静力分析 直接复特征值分析 直接频率响应 直接瞬态响应 模态复特征值分析 模态频率响应 模态瞬态响应 循环对称静力，含替代减缩 循环对称正则模态 循环对称直接频率响应