基于hypermesh及nastran的模态分析步骤详解

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HyperMesh和Nastran教程课件

模型导入与设置
将CAD模型导入 Nastran中，进行适当的单位和网格设置。
创建有限元网格，对模型进行离散化。
定义材料属性，包括弹性模量、泊松比、密度等。
边界条件和载荷
定义模型的边界条件，如固定、自由、简支等。
施加各种载荷，如力、压力、温度等。
根据实际情况调整边界条件和载荷，确保模型的真实性和准确性。
几何建模精度调整
在建模过程中，需要合理调整建模精度，以确保分析结果的准确性。
几何边界条件定义
在几何建模过程中，需要正确定义模型的边界条件，以确保
分析的正确性。
网格划分常见问题
网格质量检查
网格划分参数设置
在划分网格后，需要使用HyperMesh的网格质量检查工具对网格质量进行检查，确保网格质量满足分析要求。
在划分网格时，需要合理设置网格划分参数，以确保网格划分的准确性和效率。
特殊区域处理
网格修复与优化
对于模型中的特殊区域，如孔洞、锐角等，需要进行特殊处理，以确保网格划分的准确性和分析的可靠性。
在划分完网格后，需要使用HyperMesh的网格修复与优化工具对网格进行修复和优化，以提高分析的准确性。
模型传递注意事项
确保模型数据在传递过程中保持一致性，避免数据丢失或损坏。
数据转换工具
使用Hypermesh自带的工具或第三方工具进行数据转换。
联合分析实例演示
实例选择
选择具有代表性的案例进行联合分析演示，如结构分析、流体动力学分析等。
案例实施流程
详细介绍案例的实施流程，包括前处理、求解和后处理阶段的操作步骤。
几何建模
导入几何模型
介绍如何导入已经存在的几何模型，如CAD文件。

hypermesh与nastran模态分析流程

模态分析流程
模态分析是研究结构动力特性一种近代方法，是系统辨别方法在工程振动领域中的应用。

模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。

这些模态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计算或试验分析过程称为模态分析。

利用hypermesh和nastran做模态分析简约流程如下：
1.打开hypermesh进入nastran模块
2.定义材料
注意：对于不同材料E，NU，RHO 取值不同
3.定义属性
4.定义component
5.定义力
注意：设置所需模态的阶数，注意前六阶为刚体模态。

6.定义load step
设置SPC和METHOD,类型选择模态
7.定义control card
选择AUTOSPC,BAILOUT为0,DORMM为0,PARAM为-1 8.保存文件，在nastran中进行计算。

HyperMesh+Nastran 部分资料(部分单元的创建)

rbe3单元释放掉转动自由度
部件1
部件2 rbe3单元自由度全依附梁单元
图1-9 销轴的仿真模型的建立
图 1-2 创建梁截面步骤2 在1处可以命名该梁截面集合，在2处可以命名该集合内部具体的梁截面。（鼠标左键单击即可命名）。在右边的视图窗口内有数字的地方可以单击更改其尺寸。注意横截面的坐标轴Y、Z，以后的操作中会用到。
第二步：创建梁单元属性
图 1-3 创建梁单元属性对话框
单击梁属性创建图标，打开创建梁属性对话框，如图1-3所示，在prop name 里输入名字，设置color， type= 选择1D，card image=选择PBEAM，material= 选择事先创建好的材料，beamsection= 选择事先创建好的梁的横截面。
图 1-7 设置弹簧单元的属性在K1中设置弹簧单元的刚度，其他的系数具体所指可查阅相关帮助、文献。第二步：创建合适的位移坐标系
例如，用弹簧单元模拟油缸，因为油缸的轴向和全局坐标系不平行，所以需要创建一个合适的位移坐标系，使其中一个轴与油缸轴向重合。具体操作步骤请见前述。
第三步：创建弹簧单元 1D → Springs → 进入到弹簧单元创建界面，如图1-8所示。
方法二：一次创建多个梁单元
具体步骤：1D → line mesh，打开创建对话框如图1-5所示：
图 1-5 创建多个梁单元
单击左上倒三角确定根据nodes还是lines来创建梁单元，element config 选择bar2， element size 设置单元的尺寸大小，其他设置和第一种方法类似。
梁单元的创建
第一步：创建梁截面 1. 1D → HyperBeam → standard section library 选择 NASTRAN →standard section type 选择对应的截面积形状 →create 如图 1-1 所示

HyperMesh与Nastran接口实例-杆件系统

HM/HV 与NASTRAN接口实例之一简单的杆件系统(作者:武汉老向 Email: hg_boy@)问题描述:有一如图1所示的杆件系统，其左下节点1固定，右下节点7放在水平地面上。

在其中三个节点上同时施加水平方向和垂直方向的作用力,其中水平作用力Fx=-1300 lbf,垂直作用力Fy=-1500 lbf,分析杆件系统的受力情况.本实例来自MSC公司的培训教程，原教程是讲解如何用Patran 做前处理,老向在这里直接取用,便于验证计算结果是否对得上,需要注意的是,例中的所有单位都是采用的英制单位.图1. 杆件系统图2.杆件系统受力图准备工作:先启动Hypermesh8.0, 在启动时弹出的”User Profile”对话框中选择”Nstran”作为profile.如下图所示:图er Profile.然后选择Nastran的模板.具体操作如下:点击菜单Preference,选择”Global Parameters”菜单项,点击下图所示的”Load…”按钮,从弹出的文件选择对话框中选择Nastran模板.图4.模板选择1.创建材料属性.材料总是要用的,先把材料准备好.点击工具栏上的图标,组件类型选择”materials”, card image 选择”MAT1”,name后面输入”mat_steel”作为该材料的名字。

然后点击”create/edit”按钮,进入如下界面:点击[E],[NU],出现文本框,在文本框中分别输入 1.76e6,0.3,这两项分别是弹性模量和泊松比系数,输入完毕后返回主界面.2.创建节点.因为模型比较简单,直接手工创建节点,然后创建单元.模型中一共有7个节点,节点的坐标见下表:x y x1 0 0 02 144 72 03 192 0 04 288 144 05 384 0 06 432 72 07 576 0 0表1.节点坐标按下快捷键”F8”，进入节点创建界面：依次输入表1中的各个节点的x,y,z坐标值，然后点击”create node”按钮根据输入的坐标值创建节点，节点全部创建完后，如下图所示：（提示：在每次创建完一个节点后，按一下键盘上的“F”键，可以调整平面上节点的显示，使之充满整个屏幕，这样也便于观察所创建的节点的位置是否正确。

基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析

基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析CAE联盟论坛精品讲座系列基于Hypermesh和Nastran的声固耦合频率响应分析主讲人Lengxuef CAE联盟论坛—大区版主模型描述：外部为长方形铁盒，如图1所示。

图1 结构有限元模型材料类型为MAT1各向同性材料。

材料参数为：弹性模量2e5Mpa 泊松比0.3密度7.85-9ton/mm^3单元类型为shell。

内部为空气，如图2所示。

图2 声腔有限元模型材料类型为MAT10 流体材料。

材料参数为：密度1.2e-12 ton/mm^3 声速340000mm/s单元类型为Psolid，需要注意的是在Psolid的第八域内设定为PFLUID表示为流体单元。

另外需要将组成流体单元的节点的第七域设定为-1，表示组成流体单元的节点。

（Card Edit-Nodes-Edit进行设定）声固耦合界面定义通过Analysis-Control Card-ACMODL定义结构与声腔的耦合关系。

这里主要有两种：一是在耦合界面上结构模型与声腔模型的节点坐标一一对应，但不是重合（即同一坐标分别有一个结构节点和一个声腔节点）这时需要使用ACMODL，IDENT定义。

如果耦合界面上不是节点一一对应的关系，则需要通过ACMODL，DIFF定义。

边界条件结构网格两端表面的四角（共八个节点）约束所有自由度。

如图4所示。

通过SPC卡片定义：Analysis-constraints，选择节点进行定义，其中load typers=spcBDF文件中SPC卡片参数如下：SPC 1 892 1234560.0SPC 1 907 1234560.0SPC 1 912 1234560.0SPC 1 928 1234560.0SPC 1 949 1234560.0SPC 1 959 1234560.0SPC 1 1050 1234560.0SPC 1 1280 1234560.0载荷选取结构模型下表面中间一点施加Z向单位激振力，如图5所示，激振力的频率范围为0-200Hz图5 载荷1通过DAREA卡片定义集中力Analysis-constraints ，选择节点进行定义，其中load typers=DAREADAREA2168731.0+72激励频率范围通过TABLED2定义TABLED2 50.0+ 0.0 1.0 200.0 1.0ENDT3然后用RLOAD2将DAREA和TABLED2连接起来，表示激励频率范围为0-200Hz求解参数设定SOL中选择SOL111 模态频率响应求解器采用Sol11求解频率响应需要定义如下卡片：首先定义模态求解卡片，通过EIGRL定义。

hypermesh模态分析

hypermesh模态分析
模态分析是动力学分析中最基本也是最重要的分析，通过模态分析可以得到工件的模态频率，振型以及阻尼，为工件的设计以及结构优化提供参考。

如下图所示为一平板，进行模态分析。

1、点击创建材料，本例选用铝合金材料ge各项同性材料，MM-T单位制，具体参数如下所示。

2、点击create/edit进行材料参数设置，只需设置弹性模量、泊松比和密度。

3、点击进行属性建立，设置如下图所示，2d单元，pshell单元，选取之前建立好的材料AL。

4、create/edit进行参数设置，设置厚度T=1点击return，属性设置完毕。

4、点击把属性赋予单元。

选择assign，comps选择平板，property选择之前建好的属性，点击assign，给网格赋予属性。

5、建立SPC约束，点击，设置如下，点击creat。

6、点击anasys，选择constrain，node选择要约束的点，点击creat，设置如下。

7、点击，card image选择eigrl，设置如下，点击creat/edit。

8、设置模态求解范围v1、v2为求解模态范围，ND为阶数，本例子求解前六阶模态。

9、点击analysis面板loadsteps，进行工况设置。

输入名字type选择mormal modes，spc选
择设置好的SPC,METHOD选择eigrl，点击creat，
10、点击edit，output选择displacement
11、设置完毕可以进行求解啦，本例用optistruct求解第一阶模态振型如下所示。

74-基于HyperMesh的车身模态分析[1]

基于HyperMesh 的车身模态分析王得刚赵春雨闻邦椿(东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳 110004)摘要摘要：：应用先进的有限元前后处理软件HyperMesh，采用全新的建模方法，对车身结构进行有限元建模，用MSC.Nastran 软件对模型求解，然后用HyperMesh 对计算结果进行后处理分析。

通过对车身的结构进行有限元模态分析，得到在低频范围内与试验结果基本一致的模态频率和振型，有利于控制车身的固有特性，从而可以对车身设计方案进行全面的评价和改进。

关键词关键词：：HyperMesh；车身；模态分析Modal Analysis of Car-body on the Basis of HyperMeshAbstract ：Adopted a new modeling method, the finite element modal of car-body is established by HyperMesh, which is an advanced preprocess and postprocess software to finite element. The modal is calculated by MSC.Nastran software. Calculated result is post-progressed by HyperMesh. The modal frequency and mode shape can be gained through the modal analysis of the car-body. The result using FEM is consistent with test result in low frequencies, so it can help controlling the inherent performance of the car-body. Consequently, the result can be used in estimating and improving the design project of the car-body.Key words ：HyperMesh ；car-body ；modal analysis1 1 前前言对于实际结构进行模态分析，可从固有频率和振型中得到其发生共振的频率信息和振动形态信息，这对合理地设计车身结构，使其具有良好的动态性能指标，以及解决结构上出现的动态性能缺陷问题具有重要的指导意义。

运用hypermesh进行模态分析

1 引言系统的模态参数（模态频率、模态阻尼、振型）对系统的动态分析和优化设计具有实用价值。

通常由试验模态分析和计算模态分析两种方法。

但由于受实验条件和时间的限制，组织实施往往比较困难，而且在测量次数，测量数据的处理准确性方面也难以得到充分的保证,在设计阶段难以实现。

基于虚拟样机技术的虚拟实验方法在履带车辆箱体类零部件模态参数测量方面在设计阶段就能为方案优化提供指导，缩短产品开发周期，节省费用。

因此，开展在虚拟环境下测试箱体类零部件的模态参数研究与探讨并扩展其应用具有重要意义。

本文以某型履带车辆传动箱设计为例，应用HyperMesh为前处理软件，对其进行了有限元网格的划分，进而对箱体的模态进行了分析。

2 箱体有限元模型的建立及模态分析首先依据传动箱体的尺寸，建立箱体的三维实体模型。

利用HyperMesh对传动箱体的实体模型进行有限元网格划分，箱体的材料为铝合金，其密度为2.66e33kg/m3，泊松系数为0.31，杨氏模量为7.7e72N/m2，强度极限为176.4MPa。

整个箱体共划分76151个4面体单元，22262个节点。

在此过程中，还必须考虑到箱体有限元模型建立后与各传动轴之间的连接，即柔性体与刚体间的连接。

传动箱各轴都是通过轴承与箱体连接的，笔者在有限元模型中应用多点约束（MPC，Multi-point Constraint）来模拟轴承的作用。

所谓多点约束是将某节点的依赖自由度定义为其他若干节点独立自由度的函数。

多点约束可以用于不相容单元间的载荷传递，表征一些特定的物理现象，比如刚性连接、铰接、滑动等。

笔者在箱体有限元模型中各轴孔的中心点处建立一个虚拟杆单元，如图1所示。

轴孔内表面各节点的自由度则依赖于对应的虚拟杆单元。

各传动轴与箱体间的约束也是在对应的虚拟单元处建立，各传动轴上的作用力则通过相应的虚拟杆单元和多点约束作用于箱体之上。

文中建立的包括轴承模型的传动箱箱体有限元模型如图2所示。

基于Hypermesh与ansys的模态分析

基于Hypermesh与ansys的模态分析基于Hypermesh与ansys软件的模态分析一、简单说明Hypermesh与Ansys软件各自完成的任务：1）在Hypermesh软件中需要完成的任务是有限元网格的划分、单元类型定义、材料定义与施加约束和载荷。

（本实例是按照约束载荷进行说明的2）在Ansys软件中需要做的就简单多了，在Solution中选择选择要进行的modal就行了。

二、详细操作步骤：1）Hypermesh软件处理①在Hypermesh中完成网格划分，首先要掌握网格划分的方法，那么要学会使用Hypermesh软件，此处不再详述。

ET Type进行定义。

③材料定义,在模态分析中必须定义密度和弹性模量。

密度是对应惯性力，弹性模量是对应线性结构。

此处要注意单位的统一。

否则得到的频率值可能出现大的错误。

④施加约束和载荷（当然在Ansys中做谐响应分析时可以不在Hypermesh中施加载荷）⑤以上步骤完成之后，就要在Ansys进行模态分析。

在进行模态分析之前我们还是要注意出现的问题，这部分是本文说明的重点。

首先，其实当把网格完成之后，还需要删除三维网格以外的单元，比如二维单元、实体模型，这些都会影响有限单元的导入。

我们在划分网格时候为了方便划分网格会进行切割，同样的在我们完成网格之后还要把他们进行组合，可以用Tool中的Organize命令。

我们还会根据不同的零部件产生不同的Component，后面付给不同的单元类型要用到。

第二点，单元类型必须在Hypermesh中定义，不然无法保存成Ansys可以识别的cbd 格式；第三点，当我们完成单元类型的定义和材料属性的定义后，还要做的工作就是在Utility中选择ComponentManager，把我们定义的单元类型和材料付给具有这些性质的Component。

Ansys中打开就不会出现问题了２）Ansys软件处理①在Ansys中需要做的就相对来说简单多了，可以改变Change Jobname，Change Title。

利用Hypermesh和nastran创建mnf流程

禾U用 Hypermesh 禾口 nastran 仓U建 mnf 流程1.建立几何模型，定义材料属性、单元属性。

2.创建约束和特征值卡，如下：约束为无量纲。

定义为misl,选择下列四点确定一个节点集定义。

定义单元集。

特征值为EIGRL特征。

3.对控制卡进行设置(1)solSOL 1 0 3(2)PARAM(3)case_ un supported_cardsnDAMSMNF FLEXBODV=VES v OUTCSTRN=VES,OUTGSTRS-NOR£SUEC=N0GPSTRniN(PLOT)=ALLOUTPUT(POST)SURFACE 1D1 SET 100 NORMAL X3 FIBRE=Z1ADAMSMNF FLEXBODY=YES,OUTGSTRN=YES,OUTGSTRS=NO RESVEC=NO GPSTRAIN(PLOT)=ALLOUTPUT(POST)SURFACE 101 SET 100 NORMAL X3 FIBRE=Z1(4)bulk _un supported _cardsDTI,UNITS,1,KG ,N,M,S(5)global_case_c on trolOutput栏中相关文档；Tran slati ng MSC.Nastra n DataThere are two differe nt in terfaces that you use to tran slate MSC.Nastra n data for use in ADAMS/Flex. Lear n about:*Using MSC.Nastran 2004 and Above______________« Verifyi ng the Model*Comput ing Stress/Strain Modes*XRB Support for Stress/Strain Modes*Shorte ned Stress/Strain ModesUsi ng MSC.Nastra n 2004 and AboveStart ing in versi on 2004, MSC.Nastra n provides an improved in terface for gen erati ng modal neutral files (MNFs) E3. The new MSC.Nastra nADAMS In terface allows you to gen erate an MNF directly fromMSC.Nastra n without gen erati ng an OUTPUT2 file. The MSC.Nastra n ADAMS In terface does not require a DMAP alter or a tran slator to con vert MSC.Nastra n output filesto MNFs.The MSC.Nastra n ADAMS In terface is a lice nsed feature ofMSC.Nastra n. For more in formati on, con tact your local sales represe ntative. If you already have the MSC.Nastra n ADAMS In terface lice nse, refer to the MSC.Nastra n Quick Refere nee Guideand Refere nee Manual for in formatio n on how to use it.Verifyi ng the ModelThe MSC.Nastra n tran slator writes a summary of the modal n eutral file (MNF) CH export to the termi nal win dow. If you are usingMSC.Nastra n 2004 or above, the ADAMS in terface writes a summary of the MNF export to the MSC.Nastran output file. Please review this data for any concerns. In particular, en sure that the:« Mass, cen ter of mass locati on, and mome nts of in ertia are as expected.« During the MNF write, the con stra int modes and the con stra ined no rmalmodes are orthog on alized. This yields modes that are: o An approximatio n of the free-body no rmal modes. o In terface modes, where the in terface is the collect ion of all the attachme nt point DOFs.Also, verify that the free body no rmal modes have a reas on able n atural freque ncy. You should expect to see six rigid-body modes, uni ess displaceme nt boun dary conditi ons are prese nt.Comput ing MSC.Nastra n Stress/Strai nModesFor ADAMS/Durability to process stresses or strai ns on flexible bodies, modal stress or stra in shapes n eed to be prese nt in the modal n eutral file (MNF) G3of the flexible body. You do this by havi ng MSC.Nastra nrecover a stress or stra in mode for every mode shape computed forComp onent Mode Syn thesis (CMS).« MSC.Nastra n Grid Poi nt Stresses・Example« Known Limitati ons. Problems, and Restricti onsMSC.Nastran Grid Point StressesBecause modal in formati on contained in the MNF can only be associated with no des, the MSC.Nastra n grid-po int stress data recovery opti on is required. The followi ng Case Con trol comma nds are required in the MSC.Nastra n in put file to compute stress or strain modes for the MNF:« GPSTRESS: Requests grid point stresses output.*GPSTRAIN: Requests grid poi nt strai ns output.« STRESS(PLOT): Requests eleme nt stress output.*STRAIN(FIBER,PLOT): Requests eleme nt strain output.•OUTPUT(POST): Delimiter.« SET: Defines a set of eleme nts for a surface or volume.•SURFACE: Defines a surface of plate eleme nts refere need by the SET comma nd.*VOLUME: Defines a volume of solid eleme nts refere need by the SET comma nd.For more in formatio n on these comma nds, see the Case Con trolsecti on of the MSC.visualNastra n Quick Refere nee Guide . For morein formatio n on comput ing grid point stresses, see the MSC.NastranLin ear Static An alysis User's Guide .Notes: You can only tran sfer one surface stress or strain fiber of plate eleme nts to the MNF for processi ng in MSC.ADAMS. If more than one fiber is specified on the SURFACE card, the msc2mnf tran slator issues a warning message and only tran sfers the first surface stress fiber it finds in the OUTPUT2 file.In clud ing stress or stra in modes in the MNF can sig nifica ntly in crease the file size. Therefore, it becomes even more important to optimize the MNF if possible. For information on optimizing the MNF, see Optimizing an MNF . Including both stress and strain modes willfurther in crease the size of the MNF and is gen erally not recomme nded for large models, uni ess both qua ntities are n eeded.Whe n defi ning subcases in Case Con trol, you must have the GPSTRESS, GPSTRAIN, STRESS, and STRAIN cards before the first SUBCASE card. In addition, the OUTPUT, SURFACE, and VOLUME cards should follow all subcase definitions and appear at the end ofthe Case Con trol.ExampleThis example shows the cha nges that are required in the MSC.Nastra n in put file whe n the computati on and tran sfer of both stress and strain modes are desired. Becausethe model contains solid and shell eleme nts, a surface and a volume are defi ned for computi ng these grid-point stresses and strains. The surface fiber selected is Z1 and the grid-po int stress/strain coord in ate system is con siste ntly defi ned to be the basic FE model system.Known Limitations. Problems, and Restrictions« On ly one FIBER is output o n SURFACE.« SURFACE or VOLUME sho uld be defined in con siste nt coordi nate (basic) system. Example of Nastra n for Stress and StrainMSC.Nastra n XDB Support for Stress/Strain ModesYou can store the ortho-normal stress and/or strain modes in XDB file format that are compatible with the mode shapes in the modal n eutral file (MNF) CH a nd subseque nt modal respo nses from an MSC.ADAMSsimulatio n. The ben efits of this capability are:« Un limited model size- MSC.Patra n can access results from an XDB file of any size and with much more efficiency than from an OP2 file.*MSC.Fatigue an alysis - Modal coordi nates from MSC.ADAMS can be combined with stress or strain modes in XDB file for very efficie ntMSC.Fatigue an alysis using modal superpositi on.*Eleme nt-based support - The XDB file format supportseleme nt-based an d/or grid-po int based stress or stra in. Eleme nt-basedresults allow you to perform adva need fatigue an alyses such as multi-axialfatigue and weldme nts.Lear n more:*Creati ng an XDB File« Limitati ons*ExamplesCreati ng an XDB FileTo create an XDB file with stress or strain modes, add the followi ng entry in the Bulk Data sect ion:PARAM,POST,0This is in additi on to the n ecessary comma nds that are added to Case Control (see Comput ing MSC.Nastra n Stress/Strain Modes ). In the case of grid point stresses or strain, however, one additional comma nd is required to output grid point stress or stra in modes:STRFIELD = ALLNote that if you are only interested in working with element-based stress or strai n, this comma nd is n ot n eeded. For more in formatio n on these en tries and comma nds see the, MSC.Nastra n Quick Refere neeGuide .Limitati ons« Grid-po int stra in modes cannot be stored in the XDB nor can MSC.Patra n post-process them.« Eleme nt-based stress or stra in modes cannot be stored in the MNF nor can ADAMS/Durability postprocess them.Back to topExamplesThe followi ng are examples of MSC.Nastra n in put decks. See the Case Con trol sect ion of the MSC.Nastra n Quick Refere nee Guide for more in formatio n on the ADAMSMNF comma nd that is being used in these examples.Example of Requesti ng No Grid Point Stress/StrainIn the follow ing example, no grid point stress or stra in modes have bee n requested. On ly eleme nt-based strain modes have bee n requested with STRAIN(PLOT) = ALL. These strains will be stored in the XDB (PARAM,POST,0) for postprocessi ng in MSC.Patra n or for combi ning with MSC.ADAMS modal respo nses from ADAMS/Durability for an MSC.Fatigue analysis. This is the most efficient process for obta ining stra ins for the sole purpose of perform ing a fatigue an alysis. If you are not interested in viewing strains in MSC.ADAMS, there is no n eed to compute grid-po int stra in modes nor stori ng them in the MNF. You will also seea savings in file size and processing time from this. The same is true for stress modes if they are desired over strai ns.SOL 103CENDADAMSMNF, FLEXBODY=YES, OUTGSTRS=NO, OUTGSTRN=NOSTRAIN(PLOT) = ALLBEGIN BULKPARAM,POST,0ENDDATAExample of Requesting Grid-Point Stress on All Solid ElementsIn the following example, grid-point stress (GPSTRESS) modes have been requested on all solid elements (VOLUME). This data, as well as the element-based stress (STRESS) modes,will be stored in the XDB due to the STRFIELD=ALL command and the PARAM,POST,0 card. The grid point stress modes will also be stored in the MNF with the OUTGSTRS=YES option set on the ADAMSMNF command. This allows ADAMS/Durability to postprocess stresses on the flexible body in MSC.ADAMS using the modal stress recovery technique.SOL 103CENDADAMSMNF, FLEXBODY=YES, OUTGSTRS=YES, OUTGSTRN=NO STRFIELD = ALLSTRESS(PLOT) = ALL GPSTRESS = ALL OUTPUT(POST)SET 92 = ALLVOLUME 12 SET 92 DIRECTBEGIN BULKPARAM,POST,0ENDDATAExample of Requesting Grid-Point StressIn the following example, again, grid-point stress modes have been requested. They will not be stored in the XDB, however, because the STRFIELD=ALL command is missing. Therefore, only element-based stress modes will be available in the XDB. Grid-point stress modes will be stored in the MNF because the ADAMSMNF option, OUTGSTRS is still set to YES.SOL 103CENDADAMSMNF, FLEXBODY=YES, OUTGSTRS=YES, OUTGSTRN=NOSTRESS(PLOT) = ALL GPSTRESS = ALL OUTPUT(POST)SET 92 = ALLVOLUME 12 SET 92 DIRECTBEGIN BULKPARAM,POST,0ENDDATABack to topE3 Shortened Stress/Strain ModesShorte ned stress/strain modes refers to the capability of defi ning a group or subset ofeleme nts in FEA for stress/strain recovery duri ng modal n eutral file (MNF) CH ge nerati on. FEA programs allow you tojudicially defi ne subregi ons of your comp onent where stress/stra in is of interest. If these subregions are defined during MNF generation, the node len gth of the stress/strain modes becomes shorter tha n that for the mode shapes. This reduces the amount ofstress/strain data in the MNF, and allows you to avoid doubli ng the file size whe n in clud ing stress or strain modes. ADAMS/Durability, however, will only be able to recover stress or strain at those subregi ons.Support for this capability was first introduced in version 2005. Before 2005, a null ten sor (all zero values) would be stored in the MNF for those no des that did not havestress/stra in computed by the FEA program. No reduct ion in file size was obta in ed, but worse yet, ADAMS/Durability would report zero stress/strain for those no des, which could be misleading. In ADAMS/Flex 2005 or greater, it is now possible to remove these zero stress/strain states duri ng MNF optimization. More information on how to do this is provided in the n ext sect ions.Starting in MSC.Nastran 2005, only grid point stresses that are computed for a subset of the comp onent are output to the MNF.Support for this capability by the other FEA programs is not yet available.Lear n more:* Note on MNF Compatibility•MNF Tran slatio n and Optimizati on*Versi on Sce narios« ExampleNote on MNF CompatibilityIn gen eral, an MNF is upward, but not n ecessarily backward, compatible. MSC.ADAMS will always support earlier versi ons of the MNF. For example, an MNF gen erated in a version of MSC.Nastra n before 2005 will be supported. However, an MNF gen erated by MSC.Nastra n 2005 or later will be in compatible in a versi on of MSC.ADAMS earlier than 2005. This is because, by default, MSC.Nastra n gen erates a versi on of the MNF that supports shorte ned stress/strain modes, or in other words, a reduced MNF. However, an option exists in ADAMS/Flex to convert a reduced MNF to a full MNF, so that it can be processed by earlier versions of MSC.ADAMS.Back to topMNF Tran slati on and Optimizati onSupport for shorte ned stress/strain modes is available in the ADAMS/Flex MSC->MNF Translator and MNF->MNF Optimizerthrough the menu optio n Stress & Strain Modes . Three opti ons are available as listed in the table below.ExampleIn this MSC.Nastran example, ten shell elements (CQUAD4) are used to model a beam. Grid point strai ns are requested (GPSTRAIN) ononly four of the elements (4,5,6,7) because of the SET 100 specification on the SURFACE card. This results in a reduced MNF with shortened strain modes on grids that are common to those elements (grids 104 through 108 and 204 through 208).SOL 103CEND$ADAMSMNF FLEXBODY=YES,OUTGSTRN=YES,OUTGSTRS=NO METHOD=300RESVEC=NO$STRAIN(PLOT)=ALL GPSTRAIN(PLOT)=ALLOUTPUT(POST)SET 100 = 4,5,6,7SURFACE 101 SET 100 NORMAL X3 FIBRE=Z1$BEGIN BULKASET1,123,101,111,201,211 SPOINT,1001,thru,1003 QSET1,0,1001,thru,1003DTI,UNITS,1,KG,N,M,SPARAM,GRDPNT,0$EIGRL 300 -1. 3$GRID 101 0. 0. 0.GRID 102 0.05 0. 0.GRID 103 0.1 0. 0.GRID 104 0.15 0. 0.GRID 105 0.2 0. 0.GRID 106 0.25 0. 0.GRID 107 0.3 0. 0.GRID 108 0.35 0. 0.GRID 109 0.4 0. 0.GRID 110 0.45 0. 0.GRID 111 0.5 0. 0.GRID 201 0. 0.03 0.GRID 202 0.05 0.03 0GRID 203 0.1 0.03 0.GRID 204 0.15 0.03 0GRID 205 0.2 0.03 0.GRID 206 0.25 0.03 0GRID 207 0.3 0.03 0.GRID 208 0.35 0.03 0.GRID 209 0.4 0.03 0.GRID 210 0.45 0.03 0.GRID 211 0.5 0.03 0.$CQUAD4 1 1 101 102 202 201 CQUAD4 2 1 102 103 203 202 CQUAD4 3 1 103 104 204 203 CQUAD4 4 1 104 105 205 204 CQUAD4 5 1 105 106 206 205 CQUAD4 6 1 106 107 207 206 CQUAD4 7 1 107 108 208 207 CQUAD4 8 1 108 109 209 208 CQUAD4 9 1 109 110 210 209 CQUAD4 10 1 110 111 211 210 $MAT1 1 2.+11 .3 7800.PSHELL 1 1 .01 1ENDDATA。

基于NASTRAN的汽车副车架模态频响分析

基于NASTRAN的汽车副车架模态频响分析为研究副车架与发动机叠加共振对车体的影响，利用NASTRAN对副车架进行模态频响分析，得出测试点的响应值；对悬置进行动刚度扫频试验，结合悬置的动刚度曲线，为避开副车架与发动机因频率相近出现低阶频率耦合，而造成的副车架刚度下降提供验证指导，文章采用有限元技术与试验相结合的方式来进行验证。

标签：副车架；频响分析；NVH引言副车架对汽车行驶时减小路面震动，改善车体结构，提高人员舒适性具有重大作用，其合适的刚度和强度在抵抗车体疲劳破坏方面意义重大，而连接副车架与发动机的悬置在隔绝汽车震动时，必须有良好的动静刚度，否则过硬过软不但会对车体造成受力不均，还容易引起车体振动，产生噪声，影响汽车稳定性及成员舒适性。

文章对副车架及悬置进行动刚度分析，来验证发动机与副车架是否发生频率耦合而产生共振，同时也为悬置开发提供指导。

1 副车架模型建立及理论分析1.1 有限元模型建立由引言得知，为减缓发动机因自身激励带来的震动而与副车架所受激励产生的震动叠加，需对连接两者的悬置进行动刚度试验，动刚度试验采用美国MTS 公司研发产的831弹性体试验系统进行试验（悬置动刚度曲线为图8、图9、图10）。

对副车架上的悬置安装点进行频响分析，再结合对悬置进行的扫频试验，根据频响分析结果与扫频所得的动刚度曲线来选择所需的悬置，防止叠加共振，产生放大效应，加速车架损坏。

根据悬置的共振频率来避开发动机与副车架的叠加共振。

文章将对某轿车简化副车架进行频响分析，来确定副车架在路面激励的作用下对整车底盘及副车架如何避开发动机工作时产生的激励频率，如图1为简化副车架有限元模型。

图1 副车架有限元模型1.2 模态频响分析理论模态频率响应分析是结构在外界激励作用下随时间的响应[2]。

模态频率响应分析是将n阶自由度系统的运动方程，进行一次坐标变换，用振型坐标代替原来的有限元节点坐标[1]。

对于模态法的频率响应问题，可以分成两步来求解，即第一步先结算结构的固有频率，第二步在已计算的固有频率基础上再进行频率响应的计算.根据振动微分方程（1）模态法首先进行模态分析得到系统的特征值？姿=？棕12和响应特征向量。

Hypermesh与Nastran模态分析详细教程

Hypermesh & Nastran 模态分析教程摘要：本文将采用一个简单外伸梁的例子来讲述Hypemesh 与Nastran 联合仿真进行模态分析的全过程教程内容:1. 打开” Hypermesh 14.0 ”进入操作界面，在弹出的对话框上勾选nastran '模块，点‘ok '，1如.1 图所示。

图 1.1-hypermesh 主界面2. 梁结构网格模型的创建在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat '–‘ Component ',重命名为‘ BEAM'，然后创建尺寸为100*10*5mm 3的梁结构网格模型。

（一开始选择了Nastran 后，单位制默认为N, ton, MPa, mm. ）。

本例子网格尺寸大小为 2.5*2.5*2.5mm 3，如图 2.1 所示：图 2.1- 梁结构网格模型3. 定义网格模型材料属性在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat ' –‘Material '，如图3.1 所示：图 3.1- 材料创建在模型树内Material 下将出现新建的材料‘ Material 1'，将其重命名为' BEAM'。

点击‘BEAM' , 将会出现材料参数设置对话框。

本例子采用铁作为梁结构材料，对于模态分析，我们只需要设定材料弹性模量，泊松比，密度即可。

故在参数设置对话框内填入一下数据：完整的材料参数设置如图 3.2 所示：图 3.2-Material 材料参数设置同理，按同样方式在主界面左侧模型树空白处右击选择‘Creat ' –‘Pro perty '，模型树上Property 下将出现新建的‘ Property1 '，同样将其重命名为‘BEAM '，点击Property 下的‘BEAM '出现如图所示属性参数设置对话框。

由于本例子使用的单元为三维体单元，因此点击对话框的‘card image '选择‘ PSOLID '，点击对话框内的Material 选项，选择上图 3.3-Property 属性设置最后，点击之前创建的在Component 下的‘ BEAM'模型话框（图 3.4 ），把Property 和Material 都选上对应的‘格模型材料属性的定义。

HyperMesh 与 Nastran 教程课件-精品文档

Nastran 简介
Nastran是20世纪60年代，美国航天局为发展航天事业而开发的一套用于替代实验的有限元仿真程序。Nastran原来由多家公司共同开发，所
以有多个Nastran版本，我们现在所使用的是MSC.Nastran。
Hypermesh的功能
CAE 分析的三个过程：
获取3D CAD 模型或者相关的技术数据 (前处理) 创建 CAE 模型 • 划分网格 & 装配 • 质量检查 • 材料属性的设置设置一个合适的求解模板 (前处理)
（2）帮助文件里的例子
注：在360浏览器中，目录可能无法展开，
需要使用Internet Explore浏览器。
点击Help， HyperMesh and BatchMesher
注：实例的模型在哪里找？
一般情况下，在安装盘（比如说F） → Altair →hw10.0 →tutorials →hm(或其他) 若没找到，可以在安装盘里搜器求解
(求解过程)
(前处理)
建立仿真分析的工况 • 输出请求 • 边界/初始条件 • 载荷工况后处理 • 结果的提取 • 动态的查看 • 编写仿真分析报告
武汉海陆科技工程有限公司
(前处理)
(后处理)
• 本人的分析流程
SolidWorks建模并保存为IGES格式
导入到hyperMesh中，并创建有限元模型
HyperMesh 和 Nastran 教程
第一章：基本功能简介
HyperMesh简介
HyperMesh是一个高效率、功能强大的有限元前后处理器，它提供了
一个交互式的、可视化的环境来进行产品的设计仿真分析。配有与各种有限元计算软件（求解器）的接口，为各种有限元求解器写出数据文件及读取不同求解器的结果件；可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能，这在很大程度上提高了工作效率。

从hypermesh到nastran——模态和瞬态动力学分析关键步骤设置

hypermesh——nastran——模态分析。

模态分析关键步骤：1. 创建一个load collector, card image选择EIGRL(LANCZOS方法)。

然后editV1 –V2为频率范围，ND为阶数及方程组解的个数。

两者随意选择一个。

2. 创建loadstep，type为normal modes, method选中刚才创建的load collector。

3. 在control cards的sol选择nomal modes，, 如果想生成op2文件，把post也选上值为-1.4. 导出成bdf文件，启动nastran进行分析。

瞬态动力学分析如果激励是力比较好作，如果是强迫位移，老版本的需要用大质量或大刚度法把位移转换成力的载荷。

nastran 2001版以后可以直接加位移，关键步骤如下：1. 定义随时间历程曲线，创建load collectors，card image为Tabled12. 创建瞬态相应的时间步长和时间，load collectors, card image为Tstep3. 创建一个load collectors，card image为DAREA(如果是强迫位移不能用DAREA）4. 创建一个load collectors，card image为Tload1, excited选择DAREA，TID选择TSTEP，注意TYPE的选择。

5. 创建一个subcase，类型选择直接瞬态分析，DLOAD和TSTEP选择刚才创建的两个相对应的load collectors6. 导出成bdf文件，提交nastran进行分析。

如果是强迫位移，还要多两个卡，就是SPCD, LSEQ详细步骤跟以上差不多，只要把各个卡片弄懂了就很容易了。

HyperMesh与Nastran 学习资料解读

HYPERMESH TRAINING 101 Created by Dr. Shalin Qiao
WHAT CAN HYPERMESH DO
• Intial conditions (velocities, accelerations). • Contact pairs. 1.8 Setup Menu （工况创建菜单） • Control cards (solution method, parameters, include files, set, time, etc.). • Output block (define output requirements). • Load steps (organize constraints, loads into a subcase) 1.9 Tool Menu (or Tool page) （工具菜单/页面） • Sets, Blocks, Tags, Titles. • Solver (also use Analysis page to open) that translate result file into HM format for post processing. • Element Check, faces, edges, penetration, normals, etc. • Isolate/modify/manage elements and structures, such as find, mask, translate, rotate, organize, renumber and son on • Statistics of a CAE model. Mass calculation, count,
HYPERMESH TRAINING 101 Created by Dr. Shalin Qiao

基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程Word版

基于hypermesh及nastran的动刚度分析图文教程1、2、打开 hypermesh 选择 nastran 入口。

打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。

3、点击material 创建材料。

a) Type 选择 ISOTROPIC（各向同性）b) card image 选择 MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help 文档。

c) 点击 creat/edit，编辑材料属性输入 E（弹性模量）、NU（泊松比）、RHO（密度）。

由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件一）。

这里选择通用的 E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。

4、点击properties 创建属性。

a) 由于是二维模型 type 选择 2D。

Card image 选择 PSHELL（壳单元）。

Material 选择刚才新建的材料。

b) 点击 creat/edit。

c) 定义厚度即 T（例如 T=3，注意此时单位是 mm）。

5、创建 material 以及 properties 后要将这些数据赋予模型。

a) 点击component。

b) 由于不是创建是修改，所以左边点选 update选择相应部件。

然后双击c) 然后双击选择刚才新建的厚度属性。

d) 最后点击 update。

6、创建加载情况，点击。

a) 加一个单位动态激励。

创建名为 excite 的激励，点击 creat。

b) 加载单位激励。

Analysis-constraints 确定加载力的方向。

例如X 正方向加载激励，只需要勾选 dof1，且值为 1。

Load types 选择 DAREA。

然后在模型上选择一点，最后点击 create。

c) 创建激励频率范围。

创建名为 tabled1，card image 为 TABLED1,点击 creat/edit。

基于hypermesh及nastran的模态分析步骤详解

基于hypermesh及nastran的模态分析步骤详解基于hypermesh与nastran的模态分析步骤详解1、2、打开hypermesh选择nastran⼊⼝。

打开或导⼊响应模型（只是⽹格不带实体）。

3、点击material创建材料。

a) Type选择ISOTROPIC（各向同性）b) card image选择MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help⽂档。

c)点击creat/edit，编辑材料属性输⼊E（弹性模量）、NU（泊松⽐）、RHO（密度）。

由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件⼀）。

这⾥选择通⽤的E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。

4、点击properties创建属性。

a)由于是⼆维模型type选择2D。

Card image选择PSHELL（壳单元）。

Material选择刚才新建的材料。

b)点击creat/edit。

c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。

5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。

a)点击component。

b)由于不是创建是修改，所以左边点选update选择相应部件。

然后双击c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。

d)最后点击update。

6、创建加载情况，点击。

a)创建eigrl激励，card image选择EIGRL，点击creat/edit。

V1、V2代表计算的频率范围，ND计算的阶次。

两种⽅式可以任选⼀种。

b)创建固定约束spc。

点击creat。

在点击return，进⼊主页⾯analysis-constraints通过合适的调整选择需要的点。

并根据实际情况约束⾃由度即dof1-6（分别代表x、y、z的平动以及转动）。

需要约束便勾选相应dof即可。

Load types选择SPC。

HyperMesh 与 Nastran 教程课件-精品文档

HyperMesh 和 Nastran 教程
第一章：基本功能简介
HyperMesh简介
HyperMesh是一个高效率、功能强大的有限元前后处理器，它提供了
一个交互式的、可视化的环境来进行产品的设计仿真分析。配有与各种有限元计算软件（求解器）的接口，为各种有限元求解器写出数据文件及读取不同求解器的结果件；可实现不同有限元计算软件之间的模型转换功能，这在很大程度上提高了工作效率。
Nastran 简介
Nastran是20世纪60年代，美国航天局为发展航天事业而开发的一套用于替代实验的有限元仿真程序。Nastran原来由多家公司共同开发，所
以有多个Nastran版本，我们现在所使用的是MSC.Nastran。
H
获取3D CAD 模型或者相关的技术数据 (前处理) 创建 CAE 模型 • 划分网格 & 装配 • 质量检查 • 材料属性的设置设置一个合适的求解模板 (前处理)
（2）帮助文件里的例子
注：在360浏览器中，目录可能无法展开，
需要使用Internet Explore浏览器。
点击Help， HyperMesh and BatchMesher
注：实例的模型在哪里找？
一般情况下，在安装盘（比如说F） → Altair →hw10.0 →tutorials →hm(或其他) 若没找到，可以在安装盘里搜索一下。要充分利用帮助文件。
提交相关的文件给求解器求解
(求解过程)
(前处理)
建立仿真分析的工况 • 输出请求 • 边界/初始条件 • 载荷工况后处理 • 结果的提取 • 动态的查看 • 编写仿真分析报告
武汉海陆科技工程有限公司
(前处理)
(后处理)

nastran模态分析

nastran模态分析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。

基于hypermesh及nastran的动刚度以及频率响应曲线图文教程

Nastran帮助文档D:\Program Files\nastran2010\md20101\Doc\pdf_nastran1、打开hypermesh选择nastran入口。

2、打开或导入响应模型（只是网格不带实体）。

3、点击material创建材料。

a)Type选择ISOTROPIC（各向同性）b)card image选择MAT1（Defines the material properties for linearisotropic materials.）nastran help文档。

c)点击creat/edit，编辑材料属性输入E（弹性模量）、NU（泊松比）、RHO（密度）。

由于各物理量之间都是相互关联的因此要注意单位的选择（详情见附件一）。

这里选择通用的E=2.07e5，NU=0.3，RHO=7.83e-9。

4、点击properties创建属性。

a)由于是二维模型type选择2D。

Card image选择PSHELL（壳单元）。

Material选择刚才新建的材料。

b)点击creat/edit。

c)定义厚度即T（例如T=3，注意此时单位是mm）。

5、创建material以及properties后要将这些数据赋予模型。

a)点击component。

b)由于不是创建是修改，所以左边点选update然后双击选择相应部件。

c)然后双击选择刚才新建的厚度属性。

d)最后点击update。

6、创建加载情况，点击。

a)加一个单位动态激励。

创建名为excite的激励，点击creat。

b)加载单位激励。

Analysis-constraints 确定加载力的方向。

例如X正方向加载激励，只需要勾选dof1，且值为1。

Load types选择DAREA。

然后在模型上选择一点，最后点击create。

c)创建激励频率范围。

创建名为tabled1，card image为TABLED1,点击creat/edit。

设置TABLED1_NUM=2，x(1)=0,y(1)=1,x(2)=1000,y(2)=1.d)创建rload2目的连接excite和tabled1.card image选择RLOAD2，点击creat/edit。