patran+nastran应用实例

patran和nastran是两种广泛应用于工程领域的计算机辅助工程(CAE)工具。patran是一款前后处理软件，主要用于模型构建、网格划分、材料定义、边界条件施加等前期准备与后期处理工作，而nastran则是一款强大的有限元分析(FEA)求解器，用于执行强度分析、模态分析、热分析等各种复杂的工程仿真任务。本文将通过一个具体实例来介绍如何利用patran和nastran进行一次平板的静力分析。 我们需要新建一个数据库文件，并指定分析类型为结构分析(Structural)，选择MSC.Nastran作为分析代码。接下来，我们会创建几何模型，包括几何点、曲线和曲面。在patran中，创建点和曲线是通过指定相应的坐标来完成的，创建曲面则通常是利用已有的曲线。在创建过程中，我们可以通过鼠标点击相应的工具或按钮，并进行参数的赋值和选择。 随后，我们需要对模型进行有限元网格划分，这涉及到建立网格种子以及使用各种网格划分技术。在本例中，使用了Isomesh网格划分器，生成的是四边形网格。网格划分是有限元分析中非常关键的一步，它将连续的几何模型转化为有限的单元网格，为后续的求解过程打下基础。 在网格划分之后，我们必须施加边界条件，包括固定约束和集中载荷。固定约束用于模拟实际工况中某些部分的固定状态，而集中载荷则是在特定节点上施加特定方向的力。通过精确地定义这些边界条件，我们才能获得贴近实际的分析结果。 材料属性的定义也是整个分析过程中的重要环节。本例中定义的是各向同性材料铝，输入了杨氏模量和泊松比这两个基本参数。对于各向同性材料，由于其弹性常数的独立性，只需要这两个参数即可完成静态分析。 单元属性的定义涉及到材料属性的应用以及单元类型的选择。例如，本例中使用的是2D壳单元。单元属性定义完成后，我们就可以将材料属性和单元属性分配给相应的网格，为后续的分析做好准备。 上述步骤完成后，我们就可以将模型导入到nastran中进行求解。求解过程通常涉及到设置求解器参数、执行求解指令等步骤，这些工作通常是在nastran的用户界面或者通过命令行来完成的。 求解完成后，我们会得到一系列的结果数据，这些数据包括位移、应力、应变等，可以在patran中进行后处理，通过图表、动画等形式直观地展示出来。通过分析这些结果，工程师能够评估模型在给定载荷和边界条件下的力学行为，从而为产品设计、结构优化提供依据。 以上介绍了patran和nastran在平板静力分析中的基本应用流程。通过这个实例，可以看出patran和nastran在工程分析中的强大功能，它们为工程师提供了一套完整的工具来模拟和预测复杂工程结构的行为，极大地减少了物理原型测试的需求，节约了研发成本，加速了产品开发周期。对于广大工程技术人员而言，掌握patran和nastran的使用，无疑能显著提升工作效率和分析能力。