Msc Nastran 2012是一款非常好用且功能強(qiáng)大的適用于航空航天領(lǐng)域的有限元分析求解器，小編提供的這個(gè)nastran2012版擁有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，可以適用于復(fù)合材料分析、非線性分析、結(jié)構(gòu)分析等多種領(lǐng)域，擁有正則模態(tài)分析、復(fù)特征值分析、隨機(jī)振動(dòng)分析以及響應(yīng)譜分析等多種功能，需要此款工具的朋友們可以前來(lái)下載使用。

正則模態(tài)分析

用于求解結(jié)構(gòu)的自然頻率和相應(yīng)的振動(dòng)模態(tài),計(jì)算廣義質(zhì)量, 正則化模態(tài)節(jié)點(diǎn)位移,約束力和 正則化的單元力及應(yīng)力, 并可同時(shí)考慮剛體模態(tài)。 具體包括:

a). 線性模態(tài)分析又稱實(shí)特征值分析。 實(shí)特征值縮減法包括: Lanczos法、 增強(qiáng)逆迭代法、 Givens法、 改進(jìn) Givens法、 Householder法、 并可進(jìn)行Givens和改進(jìn)Givens法自動(dòng)選擇、帶Sturm 序列檢查的逆迭代法, 所有的特征值解法均適用于無(wú)約束模型。

b). 考慮拉伸剛化效應(yīng)的非線性特征模態(tài)分析, 或稱預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)分析。

復(fù)特征值分析

復(fù)特征值分析主要用于求解具有阻尼效應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征值和振型, 分析過(guò)程與實(shí)特征值分析 類似。 此外NASTRAN的復(fù)特征值計(jì)算還可考慮阻尼、 質(zhì)量及剛度矩陣的非對(duì)稱性。 復(fù)特征值抽 取方法包括直接復(fù)特征值抽取和模態(tài)復(fù)特征值抽取兩種:

a). 直接復(fù)特征值分析

通過(guò)復(fù)特征值抽取可求得含有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼的結(jié)構(gòu)自然頻率和模態(tài),給出正則化的 復(fù)特征矢量和節(jié)點(diǎn)的約束力, 及復(fù)單元內(nèi)力和單元應(yīng)力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、 新Hossenbery、 逆迭代法、 復(fù)Lanczos法,適用于集中質(zhì)量和分布質(zhì)量、 對(duì)稱與反對(duì)稱結(jié)構(gòu),并可利用DMAP工具檢查與測(cè)試分析的相關(guān)性。

MSC.NASTRAN V70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了進(jìn)一步提高, 尤其是在求解百個(gè)以上的特征值時(shí), 速度較以往提高了30%。

b). 模態(tài)復(fù)特征值分析

此分析與直接復(fù)特征值分析有相同的功能。 本分析先忽略阻尼進(jìn)行實(shí)特征值分析, 得到模態(tài) 向量。 然后采用廣義模態(tài)坐標(biāo),求出廣義質(zhì)量矩陣和廣義剛度矩陣, 再計(jì)算出廣義阻尼矩陣, 形成 模態(tài)坐標(biāo)下的結(jié)構(gòu)控制方程, 求出復(fù)特征值。 模態(tài)復(fù)特征值分析得到輸出類型與用直接復(fù)特征值 分析的得到輸出類型相同。

瞬態(tài)響應(yīng)分析(時(shí)間-歷程分析)

瞬態(tài)響應(yīng)分析在時(shí)域內(nèi)計(jì)算結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間變化的載荷作用下的動(dòng)力響應(yīng)， 分為 直接瞬態(tài)響 應(yīng)分析和模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析。 兩種方法均可考慮剛體位移作用。

(a). 直接瞬態(tài)響應(yīng)分析

該分析給出一個(gè)結(jié)構(gòu)對(duì)隨時(shí)間變化的載荷的響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以同時(shí)具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼。 該分析在節(jié)點(diǎn)自由度上直接形成耦合的微分方程并對(duì)這些方程進(jìn)行數(shù)值積分,直接瞬態(tài)響應(yīng)分 析求出隨時(shí)間變化的位移、 速度、 加速度和約束力以及單元應(yīng)力。

(b). 模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析

在此分析中, 直接瞬態(tài)響應(yīng)問(wèn)題用上面所述的模態(tài)分析進(jìn)行相同的變換, 對(duì)問(wèn)題的規(guī)模進(jìn)行 壓縮。 再對(duì)壓縮了的方程進(jìn)行數(shù)值積分從而得出與用直接瞬態(tài)響應(yīng)分析類型相同的輸出結(jié)果。

隨機(jī)振動(dòng)分析

該分析考慮結(jié)構(gòu)在某種統(tǒng)計(jì)規(guī)律分布的載荷作用下的隨機(jī)響應(yīng)。對(duì)于例如地震波,海洋波,飛 機(jī)或超過(guò)層建筑物的氣壓波動(dòng), 以及火箭和噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的噪音激勵(lì), 通常人們只能得到按概率分 布的函數(shù), 如功率譜密度(PSD)函數(shù), 激勵(lì)的大小在任何時(shí)刻都不能明確給出, 在這種載荷作用下 結(jié)構(gòu)的響應(yīng)就需要用隨機(jī)振動(dòng)分析來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。MSC.NASTRAN中的PSD可輸入自身或交叉譜密度, 分別表示單個(gè)或多個(gè)時(shí)間歷程的交叉作用的頻譜特性。計(jì)算出響應(yīng)功率譜密度、自相關(guān) 函數(shù)及響應(yīng)的RMS值等。 計(jì)算過(guò)程中,MSC.NASTRAN不僅可以象其它有限元分析那樣利用已知 譜, 而且還可自行生成用戶所需的譜。

響應(yīng)譜分析

響應(yīng)譜分析(有時(shí)稱為沖擊譜分析)提供了一個(gè)有別于瞬態(tài)響應(yīng)的分析功能,在分析中結(jié)構(gòu)的 激勵(lì)用各個(gè)小的分量來(lái)表示, 結(jié)構(gòu)對(duì)于這些分量的響應(yīng)則是這個(gè)結(jié)構(gòu)每個(gè)模態(tài)的最大響應(yīng)的組合。

頻率響應(yīng)分析

頻率響應(yīng)分析主要用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在周期振蕩載荷作用下對(duì)每一個(gè)計(jì)算頻率的動(dòng)響應(yīng)。計(jì)算結(jié) 果分實(shí)部和虛部?jī)刹糠帧?實(shí)部代表響應(yīng)的幅度, 虛部代表響應(yīng)的相角。

(a).直接頻率響應(yīng)分析

直接頻率響應(yīng)通過(guò)求解整個(gè)模型的阻尼耦合方程, 得出各頻率對(duì)于外載荷的響應(yīng)。 該類分析 在頻域中主要求解二類問(wèn)題。 第一類問(wèn)題是求結(jié)構(gòu)在一個(gè)穩(wěn)定的周期性正弦外力譜的作用下的 響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼, 分析得到復(fù)位移、 速度、 加速度、 約束力、 單元力和單元應(yīng)力。 這些量可以進(jìn)行正則化以獲得傳遞函數(shù)。

第二類問(wèn)題是求解結(jié)構(gòu)在一個(gè)穩(wěn)態(tài)隨機(jī)載荷作用下的響應(yīng)。 此載荷由它的互功率譜密度所 定義。 而結(jié)構(gòu)載荷由上面所提到的傳遞函數(shù)來(lái)表征。 分析得出位移。加速度。 約束力或單元應(yīng)力的自相關(guān)系數(shù)。 該分析也對(duì)自功率譜進(jìn)行積分而獲得響應(yīng)的均方根值。

(b) 模態(tài)頻率響應(yīng)

模態(tài)頻率響應(yīng)分析和隨機(jī)響應(yīng)分析在頻域中解決的二類問(wèn)題與直接頻率響應(yīng)分析解決相同 的問(wèn)題。 結(jié)構(gòu)矩陣用忽咯阻尼的實(shí)特征值分析進(jìn)行了壓縮, 然后用模態(tài)坐標(biāo)建立廣義剛度和質(zhì)量 矩陣。 該分析的輸出類型與直接頻率響應(yīng)分析得到的輸出類型相同。

MSC.NASTRAN V70.5版中增加了模態(tài)擴(kuò)張法(殘余矢量法)來(lái)估算高階模態(tài)的作用,以確保參加計(jì)算的頻率數(shù)足以使模態(tài)法的響應(yīng)分析的計(jì)算精度顯著提高。同時(shí)在V70.5版中還采用了新的矩陣乘法運(yùn)算方法, 使模態(tài)法的頻率響應(yīng)分析計(jì)算速度比以往提高50%。

4.8 聲學(xué)分析

MSC.NASTRAN中提供了完全的流體-結(jié)構(gòu)耦合分析功能。 這一理論主要應(yīng)用在聲學(xué)及噪音 控制領(lǐng)域, 例如車輛或飛機(jī)客艙的內(nèi)噪音的預(yù)測(cè)分析。 進(jìn)一步內(nèi)容見(jiàn)后"流-固耦合分析"一節(jié)中 的相關(guān)部分。

1、首先確保計(jì)算機(jī)是管理員賬戶

2、新建環(huán)境變量:

計(jì)算機(jī)右鍵屬性--高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置--環(huán)境變量---用戶變量-新建-變量名

“LM_LICENSE_FILE”變量值“1700@計(jì)算機(jī)名”,比如我的計(jì)算機(jī)名是"gavdgka",

變量名就是"1700@gavdgka".計(jì)算機(jī)名可以從右鍵我的電腦屬性或控制面板所有控制面板項(xiàng)系統(tǒng) 中查到。

3、確保計(jì)算機(jī)打開(kāi)了1700端口。由于之后的license獲取需要用到1700端口,而win7系統(tǒng)自帶的防火墻默認(rèn)是關(guān)閉1700端口的,則需設(shè)置防火墻規(guī)則或干脆關(guān)閉系統(tǒng)自帶的防火墻。

4、禁掉除了有線網(wǎng)卡以外的所有網(wǎng)卡和連接,尤其注意安裝時(shí)禁掉無(wú)線網(wǎng)卡的連接。因?yàn)槿舨贿@樣,生成license.dat時(shí)就會(huì)生成包含錯(cuò)誤信息的license,在控制面板網(wǎng)絡(luò)和 Internet網(wǎng)絡(luò)連接 中找到有限網(wǎng)卡的連接,其外全部要禁掉。

5、生成license

管理員身份運(yùn)行MSC_Calc.exe(即筆者的MSC_Calc_20120701.exe), 會(huì)在當(dāng)前目錄下生成一個(gè)license.dat文件。這個(gè)文件備用。

6、安裝licensing。

管理員身份運(yùn)行MSC.Licensing_11.6_windows.exe,選擇licensing 安裝,……當(dāng)被問(wèn)及選擇一個(gè)license文件的時(shí)候點(diǎn)取上步的生成的license.dat文件, 繼續(xù)直到完成

7、 確認(rèn)license是否可用以及“服務(wù)”是否打開(kāi)。從開(kāi)始菜單中找到剛才安裝的msc.software的 msc.licensing中的flexlm,打開(kāi),點(diǎn)取config services標(biāo)簽,把最下面的 qstart server at power up 和use services點(diǎn)上勾,再點(diǎn)取save services.點(diǎn)取start/stop/reread標(biāo)簽,start server. 查看最下面的是否“successful”或者“be running”.如果沒(méi)有成功不能繼續(xù),

安裝Nastran

8、首先要安裝Nastran。用虛擬光驅(qū)加載Nastran的鏡像(MSC.MD.NASTRAN.2012.iso),運(yùn)行setup.exe,選擇安裝Nastran。

9、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(shí)(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

10、當(dāng)遇到要選擇license文件的時(shí)候直接輸入“1700@計(jì)算機(jī)名”點(diǎn)下一步就可以了。

11、當(dāng)遇到選擇dictionary時(shí),即是選擇Nastran臨時(shí)數(shù)據(jù)交換目錄(按照一般習(xí)慣,定義路徑為:d:\SCRATCH)

安裝Patran

12、用虛擬光驅(qū)加載patran的鏡像(MSC.PATRAN.V2012-MAGNITUDE-DISK1.iso),運(yùn)行setup.exe,安裝產(chǎn)品中選擇Patran 2012 和patran2012 for MD Nastran。

13、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(shí)(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

14、當(dāng)遇到要選擇license文件的時(shí)候直接輸入“1700@計(jì)算機(jī)名”點(diǎn)下一步就可以了。

15、當(dāng)遇到選定運(yùn)行環(huán)境(分析后f06文件的保存位置)時(shí),可任意選定。如D:\Temp

關(guān)聯(lián)PATRAN 與NASTRAN

16、安裝完P(guān)atran后,一般程序會(huì)提示打開(kāi)P3_TRANS.INI。所做的工作就是對(duì)此進(jìn)行修改,如果程序沒(méi)有打開(kāi),可以在Patran安裝目錄下找到它,如D:\MSC.Software\Patran\2012

17、對(duì)P3_TRANS.INI修改。用記事本打開(kāi)P3_TRANS.INI,

18、將其中的Alocalcommand2012=c:\MSC.Software\MSC.Nastran\bin\nastran.exe

Acommand2012=c:\MSC.Software\MSC.Nastran\bin\nastran.exe

改為

把這兩個(gè)路徑統(tǒng)統(tǒng)改為"Nastran的安裝路徑”\bin\mdnast20121w.exe,如筆者的是D:\MSC.Software\MD_Nastran\20121\bin\mdnast20121w.exe

19、2012即是所安裝的版本號(hào),mdnast20121w.exe是要關(guān)聯(lián)的文件。

20、修改的目的就是要保證所關(guān)聯(lián)文件存在,所以最好先在Nastran安裝目錄下找到mdnast20121w.exe(2010版是mdnast2010w.exe ),然后復(fù)制它的位置,從而確保路徑的有效。