MSCNastran操作與實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)教程剖析課件

1、MSC Nastran操作與實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)教程 第1頁(yè)，共303頁(yè)。第 0 章 MSC.Software公司 公司概況MSC公司建于1963年?？偛浚好绹?guó)洛杉機(jī)。分部：歐洲（德國(guó)）和日本辦事處：30多個(gè)國(guó)家設(shè)有辦事處亞太辦事處：東京總部，大板分公司 漢城，悉尼，臺(tái)北 中國(guó)辦事處：北京、上海、成都、深圳雇員：技術(shù)工程師680多人第2頁(yè)，共303頁(yè)。MSC.Software公司 第一筆業(yè)務(wù)： NASA通用有限元結(jié)構(gòu)分析程序NASTRAN開(kāi)發(fā)（1963年） 1970年開(kāi)發(fā)NASTRAN商業(yè)版本MSC/NASTARN 1983年股票上市 1993年收購(gòu)世界著名CAD軟件供應(yīng)商Aries Technology

2、 公司 1994年收購(gòu)CAE領(lǐng)域第二軟件供應(yīng)商PDA工程公司 1998年收購(gòu)MARC公司 1999年收購(gòu)Work Model 公司2001年與法國(guó)DASSAULT戰(zhàn)略同盟 2002年收購(gòu)MDI公司（ADAMS機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真)2002年收收購(gòu)波音公司控制仿真系統(tǒng)EASY5第3頁(yè)，共303頁(yè)。主要產(chǎn)品：1）大型通用有限元程序 MSC/NASTRAN2）非線性有限元分析程序 MSC/MARC3）三維非線性和瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)軟件 MSC/DYTRAN4）通用有限元前后置處理系統(tǒng) MSC/PATRAN5）結(jié)構(gòu)疲勞壽命預(yù)測(cè)仿真系統(tǒng) MSC/FATIGUE6）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真軟件 MSC/ADAMS7）通用有限元分析系

3、統(tǒng) MSC/NASTRAN for Windows8）基于CAD技術(shù)的有限元前后處理器 MSC/ARIES第4頁(yè)，共303頁(yè)。 8）商品化材料數(shù)據(jù)信息系統(tǒng) MSC/MVISION 9）鍛壓仿真系統(tǒng) MSC/SuperForm10) 速跌落試驗(yàn)仿真系統(tǒng) MSC/DropTest11) 面向設(shè)計(jì)人員的分析軟件 MSC/InCheck12）車輛舒適性預(yù)測(cè)仿真系統(tǒng) MSC/NVH-Manager13）預(yù)測(cè)系統(tǒng) MSC/AKUSMOD14）汽車有限元模型處理系統(tǒng) MSC/AMS15）拓?fù)浼靶螤顑?yōu)化設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng) MSC/Construct16）成型仿真系統(tǒng) MSC/SuperModel17）機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真系

4、統(tǒng) MSC/WORK MODEL18) 控制仿真系統(tǒng) MSC/EASY 5第5頁(yè)，共303頁(yè)。MSC產(chǎn)品應(yīng)用 航空航天、機(jī)械、汽車、船舶、鐵道、建筑電子、化工、材料、核能、冶金、地礦、生物醫(yī)學(xué)及教學(xué)與科研等領(lǐng)域和部門(mén) 92%的機(jī)械設(shè)計(jì)制造; 97%的汽車; 95%的航空航天;98%國(guó)防。 MSC公司產(chǎn)品占CAE領(lǐng)域40%市場(chǎng) 第6頁(yè)，共303頁(yè)。服務(wù)方式 1）熱線咨詢服務(wù)2）遍布世界各地的MSC辦事處3）定期與專門(mén)培訓(xùn)4）定期召開(kāi)MSC用戶會(huì)議5）網(wǎng)上服務(wù) 第7頁(yè)，共303頁(yè)。第 1 章 MSC.NASTRAN第8頁(yè)，共303頁(yè)。1 NASTRAN與MSC/NASTRAN NASTRAN 程序

5、由來(lái) 1) NASTRAN (NAsa STRuctural ANalysis）是一個(gè)大 型、通用有限元結(jié)構(gòu)分析計(jì)算機(jī)程序2) 在美國(guó)國(guó)家宇航局 ( National Aeronautics and Space Administration，簡(jiǎn)稱 NASA) 主辦下研制與 發(fā)展的3) 1964年1月，NASA制定任務(wù)書(shū)4) 由計(jì)算機(jī)科學(xué)(Compnter Sciences)、Martin 公 司和MSC組成研制隊(duì)承包程序研制5) 1968年5月 ，該程序首先在Goddard運(yùn)行 第9頁(yè)，共303頁(yè)。NASTRAN 專利 l COSMIC/NASTRAN:COSMIC維護(hù)的非專利版MSC/NAS

6、TRAN:MSC公司發(fā)展的專利版 UAI/NASTRAN:通用分析專利版本 SPERRY/NASTRAN: SPERRY UNIVAC公司專利版MARC/NASTRAN：MARC分析與研究專利版 DTNSRDC/NASTRAN：David Taylor海軍艦艇研究發(fā)展 中心專利版NKF/NASTRAN： NKF工程協(xié)會(huì)專利版COSMOS/NASTRAN: COSMOS公司專利版第10頁(yè)，共303頁(yè)。2 MSC/NASTRAN開(kāi)發(fā)歷史 1964年，MSC承擔(dān)美國(guó)航空航天局（NASA）主持 NASTRAN的開(kāi)發(fā) 1971年，MSC推出專利版MSC/NASTRAN 1973年，MSC指定為NASTR

7、AN(NASA)維護(hù)商 1989年, 發(fā)布經(jīng)重大改進(jìn)的 MSC/NASTRAN66 1991年，將CAD技術(shù)引入MSC/NASTRAN V67.5及相 應(yīng)產(chǎn)品 Nastran for Window 1994年，MSC公司發(fā)布了經(jīng)重大改進(jìn)的MSC/NASRANV68 版 第11頁(yè)，共303頁(yè)。 1994年，MSC與PDAE合并,形成了以MSC/ NASTRAN 為核心的MSC產(chǎn)品系列 如：MSC.MVISION、 MSC.PATRAN、 MSC.THERMAL、MSC.FEA、MSC/DYTRAN、 MSC.FATIGUE、MSC.AFEA等 1995年,MSC/NASTRAN V68.2版 1

8、996年,MSC/NATRAN V69版 1997年, MSC/NASTRAN V70版 2001年,MSC/NASTRAN2001版第12頁(yè)，共303頁(yè)。3 MSC/NASTRAN主要特點(diǎn)與功能 MSC/NASTRAN 的主要特點(diǎn) 1)大型、通用、功能齊全、適用面廣 2)極高的軟件可靠性 3)世界領(lǐng)先的計(jì)算結(jié)構(gòu)技術(shù)先進(jìn)性 4)獨(dú)特的DMAP語(yǔ)言 5) 標(biāo)準(zhǔn)的輸入/輸出格式 第13頁(yè)，共303頁(yè)。4 MSC/NASTRAN 主要功能 1)靜力分析l 線性靜力分析（包括慣性卸載）l 屈曲分析 包括線彈性屈曲，彈性非線性屈曲和彈塑性屈曲分析。l 靜力幾何與材料非線性分析 包括：大變形（大位移、大轉(zhuǎn)

9、動(dòng)以及跟隨力），非線性彈性，彈塑性，蠕變， 粘彈性以及接觸問(wèn)題。 2)動(dòng)力分析 l正交模態(tài)分析（固有頻率與振動(dòng)模態(tài)）l直接復(fù)特征值分析l 模態(tài)復(fù)特征值分析l 直接頻率響應(yīng)分析l 模態(tài)頻率響應(yīng)分析l 直接瞬態(tài)響應(yīng)分析l 模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析l 響應(yīng)譜分析l 隨機(jī)動(dòng)力分析l 具有幾何和（或）材料非線性的瞬態(tài)響應(yīng)分析第14頁(yè)，共303頁(yè)。3)熱傳導(dǎo)分析 l 線性穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)分析l 非線性穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)分析l 瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析l 非線性瞬態(tài)熱傳導(dǎo)分析 4)氣動(dòng)彈性分析 l 靜態(tài)氣動(dòng)彈性分析l 動(dòng)氣動(dòng)彈性分析 包括顫振分析，頻率響應(yīng)分析，瞬態(tài)響應(yīng)分析，隨機(jī)響應(yīng)分析， 以及氣動(dòng)伺服彈性分析。第15頁(yè)，共303頁(yè)。5)

10、 多級(jí)超單元分析 l 線性靜力超單元分析l 屈曲超單元分析l 動(dòng)力超單元分析（模態(tài)綜合法） 包括固有模態(tài)分析，直接與模態(tài)復(fù)特征值，直接與模態(tài)頻率響 應(yīng)和直接與模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)。l 氣動(dòng)彈性響應(yīng)超單元分析l 顫振超單元分析l 穩(wěn)態(tài)與瞬態(tài)熱傳導(dǎo)超單元分析 l 循環(huán)對(duì)稱（靜力、屈曲）超單元分析 6)設(shè)計(jì)敏度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 l 設(shè)計(jì)敏度分析l 多約束結(jié)構(gòu)優(yōu)化 第16頁(yè)，共303頁(yè)。 7) 通用矩陣運(yùn)算 l 運(yùn)用DMAP修改MSC/NASTRAN固定流程 l 建立用戶自己的有限元求解系列 8) 特殊分析功能 l 聲響分析 l 流體與結(jié)構(gòu)耦合分析 l 循環(huán)對(duì)稱分析 l 層復(fù)合材料分析 第17頁(yè)，共303頁(yè)。5

11、 MSC/NASTRAN的前后處理 1、 MSC公司提供的 MSC/PATRAN,MSC/ARIES2、通用CAD軟件 如Unigraphics(UG),Pro/ENGINEER與I-DEAS等3、所有著名CAD/CAM系統(tǒng)及專用有限元前后處理軟件 都與MSC/NASTRAN有接口，均可生成MSC/NASTRAN的 輸入文件，并進(jìn)行后處理。 第18頁(yè)，共303頁(yè)。6 MSC/NASTRAN的文檔資料 1、 MSC/NASTRAN 使用入門(mén) （ Getting Started With MSC/NASTRAN Users Guide ） 2、用戶指南 3、MSC/NASTRAN 快速參考手冊(cè) (

12、 MSC/NASTRAN Quick Reference Guide ) 4、MSC/NASTRAN 參考手冊(cè) ( MSC/NASTRAN Referemce Manual ) 第19頁(yè)，共303頁(yè)。第20頁(yè)，共303頁(yè)。第 2 章 有限元分析引言第21頁(yè)，共303頁(yè)。有限元法在工程分析中的作用 工程分析經(jīng)典法數(shù)值法精確解法近似解法能 量 法邊界元法有限差分法有限元法第22頁(yè)，共303頁(yè)。有限元法的過(guò)程 第23頁(yè)，共303頁(yè)。線性靜力分析的基本矩陣方程單元?jiǎng)偠染仃?K =剛度矩陣F =力向量(已知)u =由F引起的未知位移向量 第24頁(yè)，共303頁(yè)?？傮w剛度矩陣第25頁(yè)，共303頁(yè)。線性靜力有

13、限元分析步驟 結(jié)構(gòu)離散形成單元?jiǎng)偠染仃囇b配總體剛度矩陣施加約束邊界條件施加載荷求解方程計(jì)算位移、應(yīng)力等第26頁(yè)，共303頁(yè)。F = 10000 磅L = 10 英寸YINL = 10 英寸面積 A = 1.5 英寸2彈性模量 E = 10106 磅/英寸2面積 A = 2.0 英寸2彈性模量 E = 10106 磅/英寸2例子：1、建立結(jié)構(gòu)有限元模型 L=10英寸A=1.5英寸2L=10英寸A=2.0英寸2結(jié)點(diǎn) 3#結(jié)點(diǎn) 1#結(jié)點(diǎn) 2#單元 單元 第27頁(yè)，共303頁(yè)。2、形成單元?jiǎng)偠染仃?3、總裝剛度矩陣 第28頁(yè)，共303頁(yè)。4、施加邊界條件 5、施加作用載荷 第29頁(yè)，共303頁(yè)。6、求

14、解矩陣方程 7、計(jì)算單元應(yīng)力第30頁(yè)，共303頁(yè)。第三章NASTRAN有限元模型知識(shí) 第31頁(yè)，共303頁(yè)。離散化結(jié)構(gòu)的描述l有限元模型所需數(shù)據(jù)：l 坐標(biāo)系l 模型幾何l 有限單元l 載荷l 邊界條件l 材料性質(zhì)第32頁(yè)，共303頁(yè)。坐標(biāo)系MSC/NASTRAN有直角笛卡爾坐標(biāo)系,稱為基本坐標(biāo)系,也稱缺省坐標(biāo)系 MSC/NASTRAN允許建局部坐標(biāo)系,包括直角、柱面(r,z)與球面坐標(biāo)系(r,) 第33頁(yè)，共303頁(yè)。模型幾何MSC/NASTRAN中，模型幾何用結(jié)點(diǎn)定義 結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)加載而移動(dòng)結(jié)構(gòu)模型每一結(jié)點(diǎn)有六個(gè)可能位移（自由度） 三個(gè)移動(dòng)(在X、Y和Z方向)和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(關(guān)于X、Y和Z軸) 第3

15、4頁(yè)，共303頁(yè)。有限單元 Nastran中，單元名前字母C是表“connection” 彈簧元（性質(zhì)如簡(jiǎn)單拉伸或扭轉(zhuǎn)彈簧） CELAS14 線單元（性質(zhì)象桿、棒或梁） 桿元： CROD，CONROD 直梁元：CBAR，CBEAM 曲梁元：CBEND第35頁(yè)，共303頁(yè)。 面單元（性質(zhì)象膜或薄板） 三結(jié)點(diǎn)三角形板元：CTRIA 3 六結(jié)點(diǎn)三角形板元：CTRIA 6 四結(jié)點(diǎn)四邊形板元：CQUAD 4 八結(jié)點(diǎn)四邊形板元：CQUAD 8 四結(jié)點(diǎn)剪力板元：CSHEAR 六面體元（性質(zhì)象塊料或厚板材） 六面體元 CHEXA五面體元CPENTA四面體元CTETRA第36頁(yè)，共303頁(yè)。 約束元（無(wú)限剛硬，

16、稱為剛性元） l 剛性桿：RROD l 剛性梁：RBAR l 剛性三角板：RTRPLT l 剛性體：RBE1，RBE2 l 均方加權(quán)約束元：RBE3 l 內(nèi)插約束元：RSPLINE第37頁(yè)，共303頁(yè)。載荷 (1) MSC/NASTRAN可處理的載荷包括靜力載荷、動(dòng) 力瞬態(tài)、振動(dòng)載荷、熱載、地震加速度和隨機(jī) 載荷 (2) 靜力載荷包括：l 板和體面上的壓力載荷 l 重力載荷l 由加速度引起的載荷l 強(qiáng)迫位移 l 集中力和力矩l 梁上的分布載荷第38頁(yè)，共303頁(yè)。邊界條件 (1)結(jié)構(gòu)對(duì)載荷的響應(yīng)通過(guò)約束點(diǎn)或結(jié)構(gòu)點(diǎn)處產(chǎn) 生反力來(lái)響應(yīng) （2）一些簡(jiǎn)單邊界件（3）MSC/NASTRAN中，邊界條件通

17、過(guò)約束適當(dāng)自由度 為零位移來(lái)處理 第39頁(yè)，共303頁(yè)。材料性質(zhì) NASTRAN可處理材料包括： 各向同性，各向異性，非線性(與應(yīng)力相關(guān))， 流體，溫度相關(guān)的，以及復(fù)合材料等 第40頁(yè)，共303頁(yè)。MSC/NASTRAN輸入文件結(jié)構(gòu) 1、MSC/NASTRAN輸入文件內(nèi)容 l 要執(zhí)行的分析類型l 計(jì)算結(jié)果輸出要求l模型幾何l單元集l材料l載荷l約束(邊界條件)第41頁(yè)，共303頁(yè)。2、輸入文件是文本文件默認(rèn)擴(kuò)展名為DAT，由文本編輯軟件或有限元前處理軟件建立 3、運(yùn)行MSC/NASTRAN命令 NASTRAN 輸入文件名 如：Nastran model1.dat 4、輸入文件包括五個(gè)部分，三個(gè)

18、限定符 第42頁(yè)，共303頁(yè)。NASTRAN語(yǔ)句文件管理語(yǔ)句執(zhí)行控制語(yǔ)句CEND情況控制指令BEGIN BULK模型數(shù)據(jù)集ENDDATA可選可選必須必須限定符必須限定符必須的限定符第43頁(yè)，共303頁(yè)。 NASTRAN 語(yǔ)句（可選的） 主要用來(lái)修改一些操作參數(shù) 如：工作存儲(chǔ)器狀況，數(shù)據(jù)塊大小，數(shù)據(jù)塊參數(shù)等 文件管理段（可選的） 主要用于初始化數(shù)據(jù)庫(kù)和FORTRAN 文件 執(zhí)行控制段（必須的）（1）主要功能：規(guī)定執(zhí)行作業(yè)分析解法類型 （2）其它一般功能：1）可選ID語(yǔ)句，識(shí)別作業(yè) 2）可選TIME語(yǔ)句，設(shè)置作業(yè)執(zhí)行最大時(shí)間限 （3）結(jié)束用CEND限定符標(biāo)識(shí)第44頁(yè)，共303頁(yè)。情況控制段（必須）

19、 （1） 規(guī)定與控制分析結(jié)果輸出要求(即力、應(yīng)力和位移的輸出要求) （2） 管理一組模型數(shù)據(jù)輸入 （3） 定義分析子情況(如一個(gè)作業(yè)中施加多組載荷)，選取載荷和邊界條件 （4） 位于執(zhí)行控制段后，而在模型數(shù)據(jù)段前 模型數(shù)據(jù)段（必須） （1）在情況控制段之后，以限定符“BEGIN BULK”開(kāi)始 （2） 包含描述有限元模型的全部數(shù)據(jù)：幾何、坐標(biāo)系、有限單元、單 元性質(zhì)、載荷、邊界條件以及材料性質(zhì)模型數(shù)據(jù)段記錄可以按任 何秩序排列，但最后一條必是限定符“ENDDATA” 第45頁(yè)，共303頁(yè)。例子截面直徑0.25英寸 ，一端固定，另一端作用20磅軸力。求軸力引起的伸長(zhǎng) 第46頁(yè)，共303頁(yè)。MSC

20、/NASTRAN輸入文件ROD.DAT為 第47頁(yè)，共303頁(yè)。MSC/NASTRAN輸出文件 ROD.DBALL包含數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的永久性數(shù)據(jù)ROD.F04 包含數(shù)據(jù)庫(kù)文件信息和模塊執(zhí)行摘要ROD.F06 包含MSC/NASTRAN的分析結(jié)果ROD.LOG包含系統(tǒng)信息和系統(tǒng)錯(cuò)誤信息ROD.MASTE數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行總辭典MSC/NASTRAN輸出文件包括無(wú)重起動(dòng)， MASTER和DBALL文件在作業(yè)完成后自動(dòng)清除 第48頁(yè)，共303頁(yè)。F06文件部分結(jié)果 第49頁(yè)，共303頁(yè)。MSC/NASTRAN輸入數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 MSC/NASTRAN對(duì)物理單位無(wú)限制用戶在形成有限元模型時(shí)使用一致性單位制 量英制

21、SI輸入量： 結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)英寸米 彈性模量磅/ 英寸2牛頓/米2 作用力矩英寸磅牛頓米 作用力磅牛頓 質(zhì)量磅秒2/英寸千克 時(shí)間秒秒輸出量： 位移英寸米 應(yīng)力磅/ 英寸2牛頓/米2第50頁(yè)，共303頁(yè)。輸入數(shù)據(jù)格式 實(shí)數(shù)、整數(shù)和符號(hào)輸入數(shù)據(jù) MSC/NASTRAN有三種可能數(shù)據(jù) 整數(shù)、實(shí)數(shù)和字符(也稱文字型、或BCD) 整數(shù) 不能包含小數(shù)點(diǎn)實(shí)數(shù) 必須包含小數(shù)點(diǎn)字符以字母開(kāi)頭，其長(zhǎng)度最多為8個(gè)字母實(shí)數(shù)可用多種形式輸入，如，“7”可采用如下形式輸入 第51頁(yè)，共303頁(yè)。自由域、小域與大域格式 (1) MSC/NASTRAN 三種輸入數(shù)據(jù)格式 自由域格式 輸入數(shù)據(jù)字域是用逗號(hào)分開(kāi)小域格式 共十個(gè)字域，

22、每個(gè)字域有八個(gè)字符大域格式 十個(gè)字域，每個(gè)字域包含16個(gè)字符 (2) NASTRAN語(yǔ)句、文件管理段、執(zhí)行控制段、情況控制段用自由格式 (3) 模型數(shù)據(jù)段用三種格式中任何一種 (4) NASTRAN 模型數(shù)據(jù)段每一個(gè)輸入數(shù)據(jù)記錄(卡)包含十個(gè)字域 (5) 第一個(gè)字域填入該模型數(shù)據(jù)卡的特征名(如GRID,CBAR,MAT1,等等)4） 第二字域至第九字域包含模型數(shù)據(jù)記錄(卡)的數(shù)據(jù)輸入信息 第十字域不填數(shù)據(jù)，為繼續(xù)信息記錄(卡)預(yù)備第52頁(yè)，共303頁(yè)。典型NASTRAN模型數(shù)據(jù)記錄格式，GRID記錄(卡) 第53頁(yè)，共303頁(yè)。自由域格式 自由域格式必須從第一列開(kāi)始填數(shù)據(jù)； 跳過(guò)字域，用逗號(hào)實(shí)

23、現(xiàn) 整數(shù)和字符字域不能超過(guò)八個(gè)字符 由域數(shù)據(jù)不能包含嵌入的空格。第54頁(yè)，共303頁(yè)。小域格式 第1字域和第10字域必須是左對(duì)齊 第2字域至第9字域無(wú)需左或右對(duì)齊 小域輸入數(shù)據(jù)不能包含任何嵌入空格 第55頁(yè)，共303頁(yè)。大域格式 要求高數(shù)字精度，采用大域格式 大域格式表示的每個(gè)記錄只少有兩行 第56頁(yè)，共303頁(yè)。繼續(xù)卡模型數(shù)據(jù)記錄多于八個(gè)字域的數(shù)據(jù)，需要繼續(xù)卡如：簡(jiǎn)單梁性質(zhì)卡PBAR： 輸入(.DAT)文件 第57頁(yè)，共303頁(yè)。第58頁(yè)，共303頁(yè)。第 4 章 執(zhí)行控制與情況控制第59頁(yè)，共303頁(yè)。典型Nastran輸入文件第60頁(yè)，共303頁(yè)。執(zhí)行控制語(yǔ)句 執(zhí)行控制語(yǔ)句 (1) 該段語(yǔ)

24、句用自由格式書(shū)寫(xiě) (2) 執(zhí)行控制段基本功能 a) 識(shí)別作業(yè) b) 選擇分析類型 c) 設(shè)置允許CPU時(shí)間 d) 輸出診斷信息 e) 設(shè)定用戶編寫(xiě)的DMAP系列 第61頁(yè)，共303頁(yè)。 ID語(yǔ)句是可選的，其作用為識(shí)別作業(yè); 必須為執(zhí)行控制段第一條語(yǔ)句 ID語(yǔ)句格式為：ID i1，i2 其中，i1和i2為字符串，i1可為1至8個(gè)字符串，i2可為任何長(zhǎng)度的字符串。 每一字符串以字母開(kāi)頭 ID語(yǔ)句SOL 語(yǔ)句 SOL 語(yǔ)句是必須，用于選擇分析類型（求解系列） SOL 語(yǔ)句格式為：SOL n其中，n是識(shí)別解法類型的正整數(shù)或解法系列的字符名 如：SOL 101 (或SOL SESTATIC )，即線性靜

25、力分析；SOL 103（模態(tài)分析） 和SOL 105（屈曲分析）等 第62頁(yè)，共303頁(yè)。Time 語(yǔ)句是可選的，設(shè)置最大CPU時(shí)間和作業(yè)I/O時(shí)間它格式為：TIME t1 , t2 其中， t1為最大允許CPU執(zhí)行時(shí)間，以分計(jì)（實(shí)數(shù)或整數(shù)， 缺省值為1分鐘）； t2 為最大允許I/O時(shí)間，以秒計(jì)（缺省值是無(wú)限大）TIME 語(yǔ)句 CEND 語(yǔ)句 GEND 語(yǔ)句必須，作用是作為執(zhí)行控制段的結(jié)束（情況控制段的開(kāi)始） 格式為：CEND第63頁(yè)，共303頁(yè)。一個(gè)簡(jiǎn)單模型線性靜力分析執(zhí)行控制段 ID SIMPLE, MODEL SOL 101 TIME 5 CEND 例 子 第64頁(yè)，共303頁(yè)。MSC

26、/NASTRAN結(jié)構(gòu)化求解序列MSC/NASTRAN結(jié)構(gòu)化求解序列SOL號(hào)SOL 名說(shuō) 明101SESTATIC包括如下選擇的靜力分析：線性熱傳導(dǎo)、替代減縮、慣性卸載、設(shè)計(jì)敏度（靜力）103SEMODES正則模態(tài)含設(shè)計(jì)敏度（模態(tài)）105SEBUCKL屈曲分析含靜力分析、設(shè)計(jì)敏度（屈曲）106NLSTATIC非線性靜力分析107SEDCEIG直接復(fù)特征值分析108SEDFREQ直接頻率響應(yīng)109SETRAN直接瞬態(tài)響應(yīng)110SEMCEIG模態(tài)復(fù)特征值分析111SEMFREQ模態(tài)頻率響應(yīng)112SEMTRAN模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)114CYCSTATX循環(huán)對(duì)稱靜力，含替代減縮115CYCMODE循環(huán)對(duì)稱正則模

27、態(tài)118CYCFREQ循環(huán)對(duì)稱直接頻率響應(yīng)129NLTRAN非線性瞬態(tài)響應(yīng)144AESTAT靜力氣彈響應(yīng)145SEFLUTTR氣動(dòng)顫振146SEAERO氣彈響應(yīng)153NLHEAT穩(wěn)態(tài)非線性熱傳導(dǎo)159TRHEAT瞬態(tài)熱傳導(dǎo)190DBTRANS數(shù)據(jù)庫(kù)變換200DESOPT優(yōu)化設(shè)計(jì)MSC/NASTRAN結(jié)構(gòu)化求解序列 第65頁(yè)，共303頁(yè)。情況控制指令 情況控制段是MSC/NASTRAN輸入文件必須部分 跟在執(zhí)行控制段(CEND)后，在模型數(shù)據(jù)集(BEGIN BULK)前 基本功能： 選取載荷與約束條件等模型數(shù)據(jù)； 選取輸出結(jié)果； 定義子情況;情況控制指令均用自由格式書(shū)寫(xiě) 第66頁(yè)，共303頁(yè)。輸

28、出選擇 TITLE = 任何BCD數(shù)據(jù)SUBTITLE = 任何BCD數(shù)據(jù)LABEL=任何BCD數(shù)據(jù)TITLE、SUBTITLE和LABEL 分別定義輸出每頁(yè)第一行、第二行和 第三行標(biāo)題。ECHO = SORT，打印分好類的模型數(shù)據(jù)； = UNSORT，打印未分類的模型數(shù)據(jù)； = BOTH，打印分類和未分類兩種數(shù)據(jù)； = NONE，不打印模型數(shù)據(jù)； = PUNCH 將分類模型數(shù)據(jù)記入穿孔文件。 輸出一組（n）或全部結(jié)點(diǎn)的位移 選取一組（n）或全部結(jié)構(gòu)單元的單元力輸出 第67頁(yè)，共303頁(yè)。選取一組（n）或全部板單元或體單元的應(yīng)變輸出 輸出一組（n）或全部單元的應(yīng)變能 選取一組（n）或全部結(jié)構(gòu)單

29、元的應(yīng)力輸出 要求一組（n）或全部結(jié)點(diǎn)的平衡力輸出 選取一組（n）或全部結(jié)點(diǎn)的應(yīng)力輸出 請(qǐng)求一組（n）或全部作用載荷的輸出 要求一組（n）或全部結(jié)點(diǎn)單點(diǎn)約束力輸出 第68頁(yè)，共303頁(yè)。SET n = i1 , i2 , i3 , THRU i4 , EXCEPT i5 , i6 , i7 , i8 , THRU i9 定義一組輸出請(qǐng)求中使用的結(jié)點(diǎn)號(hào)或單元號(hào)，用于得到輸出量的部份選擇輸出 例如：SET 1 = 3，4，7，9，11SET 5 = 2，9，15，THRU 21，33DISP = 1FORCE = 1STRESS = 5GPFORCE=all對(duì)于該例題，表示輸出下列內(nèi)容： 結(jié)點(diǎn)3、

30、4、7、9 和 11的位移； 單元3、4、7、9 和 11的力； 單元2、9、15 至 21和 33 的應(yīng)力; 全部節(jié)點(diǎn)的約束反力。 第69頁(yè)，共303頁(yè)。數(shù)據(jù)選擇LOAD = n選取靜力載荷條件(集中載荷或分布載荷)，n與模型數(shù)據(jù)卡（FORCE、MOMENT和PLOAD等）標(biāo)識(shí)號(hào)相對(duì)應(yīng)。DEFORM = n選取初始單元強(qiáng)迫變形，n與模型數(shù)據(jù)卡DEFORM標(biāo)識(shí)號(hào)相對(duì)應(yīng)。SPC = n選取單點(diǎn)約束，n與模型數(shù)據(jù)卡(SPC、SPC1或SPCADD)標(biāo)識(shí)號(hào)相對(duì)應(yīng)。MPC = n選取多點(diǎn)約束，n與模型數(shù)據(jù)卡(MPC或MPCADD)標(biāo)識(shí)號(hào)相對(duì)應(yīng)。TEMP（LOAD）= n選取由模型數(shù)據(jù)卡（TEMP或TE

31、MPD）定義的溫度載荷。METHOD = n選取特征值提取方法，n與模型數(shù)據(jù)卡(EIGR、EIGRL或EIGB)標(biāo)識(shí)號(hào)相對(duì)應(yīng)。 第70頁(yè)，共303頁(yè)。子情況定義SUBCASE n定義和標(biāo)識(shí)一個(gè)子情況。n為子情況的標(biāo)識(shí)號(hào)，由用戶指定的任何整數(shù)，但必須滿足由上至下的子情況號(hào)是依次遞增。SUBCOM n定義和標(biāo)識(shí)一個(gè)線性組合子情況。SUBSEQ = R1 , R2 , R3 , Rn 定義線性組合情況的系數(shù)，R1至 Rn為SUBSOEQ卡前出現(xiàn)的1至n個(gè)子情況的系數(shù)（實(shí)數(shù)）。下面給出一個(gè)3種載荷子情況及其組合的例題。第71頁(yè)，共303頁(yè)。SUBCASE 1SUBTITLE = Dead LoadLO

32、AD = 10SUBCASE 2SUBTITLE = NW wind LoadLOAD = 20SUBCASE 3SUBTITLE = SW Wind LoadLOAD = 30SUBCOM 10SUBTITLE = Load Combination 1LABLE = Dead Load +NW WindSUBSEQ = 1.0 , 1.0 , 0.0SUBCOM 20SUBTITLE = Load Combination 2LABLE = Dead Load + ( - ) 1.5 SW WindSUBSEQ = 1.0 , 0.0 , -1.5第72頁(yè)，共303頁(yè)。SYM n 定義一個(gè)對(duì)稱

33、子情況，n為子情況標(biāo)識(shí)號(hào)。SYMCOM n定義和標(biāo)識(shí)一個(gè)對(duì)稱組合子情況。SYMSEQ = R1 , R2 , R3 , Rn 定義對(duì)稱組合子情況中1至 n 被組合子情況的系數(shù)。REPCASE n定義和標(biāo)識(shí)一個(gè)重復(fù)的子情況。一般用于對(duì)前面實(shí)際子情況提出另外的輸出請(qǐng)求。MODES = n用于特征值問(wèn)題中，重復(fù)N個(gè)連續(xù)模態(tài)的同樣輸出。n為模態(tài)數(shù)，由第一個(gè)開(kāi)始并依次處理，為此需定義子情況。 第73頁(yè)，共303頁(yè)。第 5 章 結(jié)點(diǎn)與坐標(biāo)系 第74頁(yè)，共303頁(yè)。結(jié) 點(diǎn) 結(jié)點(diǎn)用于定義結(jié)構(gòu)幾何; 每一結(jié)點(diǎn)有6個(gè)自由度（DOF）：三個(gè)移動(dòng)分量(1、2、3）與三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)分量（4、5、6）。 結(jié)點(diǎn)六個(gè)自由度以1，2

34、，3，4，5和6標(biāo)明 第75頁(yè)，共303頁(yè)。結(jié)點(diǎn)的位移分量與自由度的關(guān)系表示為第76頁(yè)，共303頁(yè)。結(jié)點(diǎn)模型數(shù)據(jù)“卡”GRID 格式 名 稱內(nèi) 容ID結(jié)點(diǎn)號(hào)( 0 整數(shù) 0）RID定義Ai，Bi和Ci的坐標(biāo)系識(shí)別號(hào)（整數(shù)0，缺省值為零，指基本坐標(biāo)系）Ai，Bi，Ci在 RID 坐標(biāo)系中三點(diǎn)的坐標(biāo)（實(shí)數(shù)）xCARyzBpz第81頁(yè)，共303頁(yè)。 點(diǎn)（A1，A2，A3）,（B1，B2，B3）和（C1，C2，C3）非共線的 任何坐標(biāo)系中，角度輸入按度表示，輸出（如轉(zhuǎn)動(dòng)位移）以弧度表示例題 一半圓頂拱。為方便結(jié)點(diǎn)位移輸出，將3至7點(diǎn)建立局部坐標(biāo)系 第82頁(yè)，共303頁(yè)。采用柱坐標(biāo)系，標(biāo)識(shí)號(hào)為100,

35、定義為 各結(jié)點(diǎn)定義如下 第83頁(yè)，共303頁(yè)。結(jié)點(diǎn) 3 至 7 采用（r，Z）坐標(biāo)，r =15.0 時(shí)，從 30（ 結(jié)點(diǎn)7 ） 至150（結(jié)點(diǎn)3）變化。 所有結(jié)點(diǎn)的輸出采用基本坐標(biāo)系，因?yàn)樵谧钟?7（CD） 是 空 第84頁(yè)，共303頁(yè)。第 6 章 基本單元庫(kù) 第85頁(yè)，共303頁(yè)。概 述 基本MSC/NASTRAN單元 標(biāo)量單元線單元面單元體線單元?jiǎng)傂詥卧獦?biāo)量彈簧元CELASi(i=1,2,3,4)標(biāo)量質(zhì)量元CMASSi(I=1,2,3,4)CRODCONRODCTUBECBARCBEAMCBENDCQUAD4CQUAD8CTRIA3CTRIA6CSHEARCHEXACPENTACTETRA

36、CTRIAX6約束元RRPDRBARRBEi(i=1,2,3)RTRPLTRSPLINE質(zhì)量元CONM2一般單元GENEL第86頁(yè)，共303頁(yè)。標(biāo)量單元 標(biāo)量單元，也稱0維單元所有標(biāo)量單元都在結(jié)構(gòu)模型兩個(gè)自由度間或一個(gè)自由度和“地面”間來(lái)定義標(biāo)量單元?jiǎng)偠扔捎脩糁苯佣x，靜力分析中的標(biāo)量單元如下： 標(biāo)量彈簧單元：CELAS 1，CELAS 2，CELAS 3，CELAS 4； 標(biāo)量質(zhì)量單元：CMASS 1，CMASS 2， CMASS 3， CMASS 4 四種形式標(biāo)量彈簧元，格式如下： 第87頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱 內(nèi) 容EID唯一的單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)K標(biāo)量彈簧的剛度(實(shí)數(shù))PID性質(zhì)卡PE

37、LAS的標(biāo)識(shí)號(hào)（整數(shù)0）G1，G2幾何結(jié)點(diǎn)或標(biāo)量點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)C1，C2分量號(hào)(0整數(shù)6，如果為標(biāo)量，為零或空)S1，S2標(biāo)量點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)（整數(shù)0）GE阻尼系數(shù)(實(shí)數(shù))S應(yīng)力系數(shù)(實(shí)數(shù))第88頁(yè)，共303頁(yè)。CELAS 1和CELAS 3性質(zhì)卡格式 名 稱 內(nèi) 容PIDi性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)Ki彈簧剛度值(實(shí)數(shù))GEi阻尼系數(shù)（整數(shù)）Si應(yīng)力系數(shù)(整數(shù))例題 問(wèn)題：彈簧一端固定，另一端受10磅軸力，彈簧軸向剛度(K)為100磅/英寸，求：結(jié)點(diǎn)1202位移 第89頁(yè)，共303頁(yè)。模型數(shù)據(jù)卡為 NASTRAN 101靜力分析中，PARAM，AUTOSPC可自動(dòng)約束不相關(guān)自由度 阻尼(第8字場(chǎng)GE

38、)不適于靜力分析，未計(jì)入 第9字場(chǎng)應(yīng)力系數(shù)S是可選，用關(guān)系式 （P為作用載荷），直接計(jì)算彈簧應(yīng)力 將CELAS2卡上G1和G2順序倒過(guò)來(lái)，則單元力的符號(hào)也反號(hào) 部分輸出結(jié)果第90頁(yè)，共303頁(yè)。線單元 線單元，也稱一維單元，用于表示桿和梁性質(zhì)； 桿單元支持拉、壓和軸向扭轉(zhuǎn)，但不允許彎曲； 梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)t包括彎曲，MSC/NASTRAN 有三種梁元； CBAR簡(jiǎn)單梁元，梁剖面剪心和形心吻合，不能用于具有翹曲的梁 CBEAM復(fù)雜梁元，具有CBAR的全部能力，允許錐形剖面性質(zhì)，非吻 合 的形心和剪心，以及剖面的翹曲; CBEND常曲率半徑簡(jiǎn)單曲梁元 桿單元(CONROD) CONROD單元，連接兩結(jié)點(diǎn)，允

39、許承受軸向力和繞軸向的扭轉(zhuǎn) 第91頁(yè)，共303頁(yè)。 不需性質(zhì)卡，定義多個(gè)不同性質(zhì)桿單元CONROD格式 內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)( 整數(shù) 0 )。G1，G2單元結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)( 整數(shù) 0，G1G2 )。MID材料標(biāo)識(shí)號(hào)( 整數(shù) 0 )A桿的面積( 實(shí)數(shù) )J扭轉(zhuǎn)常數(shù)( 實(shí)數(shù) )C扭轉(zhuǎn)應(yīng)力系數(shù)( 實(shí)數(shù) )NSM單位長(zhǎng)度非結(jié)構(gòu)質(zhì)量( 實(shí)數(shù) )扭轉(zhuǎn)應(yīng)力系數(shù)C用于計(jì)算扭矩引起的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力第92頁(yè)，共303頁(yè)。桿單元(CROD) CROD單元同CONROD單元 CROD有單獨(dú)的性質(zhì)卡(PROD) 定義桿單元有同樣性質(zhì)時(shí)，用CRODCROD格式 名 稱內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)( 整數(shù) 0 )PIDPROD的性質(zhì)識(shí)別

40、號(hào)(整數(shù) 0；缺省值為EID)G1，G2結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0，G1G2)第93頁(yè)，共303頁(yè)。CROD單元性質(zhì)卡PROD格式 名 稱內(nèi) 容 PID性質(zhì)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) MID材料標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) A桿的面積(實(shí)數(shù)) J扭轉(zhuǎn)常數(shù)(實(shí)數(shù)) C確定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的系數(shù)(實(shí)數(shù)，缺省值 = 0.0) NSM單位長(zhǎng)度非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))第94頁(yè)，共303頁(yè)。桿單元(CTUBE) CTUBE性質(zhì)與CROD相同，專用管數(shù)據(jù)格式如下 名 稱內(nèi) 容 EID管單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) PID管單元性質(zhì)卡（PTUBE）標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) G1，G2管單元結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0，G1G2)。第95頁(yè)，共303頁(yè)。性質(zhì)卡PTUBE

41、格式 名 稱內(nèi) 容 PID管單元性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) MID材料卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù) 0) OD管的外徑(大于零的實(shí)數(shù)) T管壁厚度(實(shí)數(shù)，T1/2OD) NSM非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))。 OD2G2結(jié)點(diǎn)處的管的外徑（實(shí)數(shù)，或空，專為熱傳導(dǎo)分析之用）。第96頁(yè)，共303頁(yè)。簡(jiǎn)單梁?jiǎn)卧?CBAR) CBAR單元特性 CBAR單元可承受拉伸或壓縮，兩互相垂直平面內(nèi)的扭轉(zhuǎn)與彎曲，及兩互相垂直 平面內(nèi)的剪切； CBAR單元特征： 必須是直的、剖面性質(zhì)不沿長(zhǎng)度變化； 剪心和形心吻合(不能用于翹曲梁)； 慣性主軸不需要與單元軸吻合； 中性軸可偏離結(jié)點(diǎn) (用于加筋板或格板) 鉸接標(biāo)記，允許任意端結(jié)點(diǎn)的力或彎矩的釋放

42、CBAR單元格式 第97頁(yè)，共303頁(yè)。替代格式 名 稱內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)PIDPBAR性質(zhì)卡識(shí)別號(hào)(整數(shù)0或空)GA，GB結(jié)點(diǎn)號(hào)(整數(shù)0，GAGB)X1，X2，X3起于GA的位移坐標(biāo)系空間的向量分量(實(shí)數(shù))G0用結(jié)點(diǎn)G0提供位移坐標(biāo)系定向向量，方向從GA至GB(整數(shù)0，G0GA或GB)。PA，PB結(jié)點(diǎn)A、B的鉸接標(biāo)記，用于釋放梁元結(jié)點(diǎn)自由度該自由度按梁元坐標(biāo)系定義(由數(shù)字16組成的不超過(guò)5整數(shù)，在該域中，可放從1至6的任何多至5個(gè)的唯一整數(shù)，不允許插入空格)W1A,W2A,W3AW1B,W2B,W3B分別為在GA和GB處偏離向量和在位移坐標(biāo)系中的分量（實(shí)數(shù)或空白）。第98頁(yè)，共

43、303頁(yè)。 的方向與梁剖面是任意的，但 通常對(duì)準(zhǔn)梁的慣性主平面之一。選取(1.0,1.0,0.0)給出如下的： 第99頁(yè)，共303頁(yè)。梁?jiǎn)卧再|(zhì)(PBAR ）名 稱 內(nèi) 容PID性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)MID材料卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)A梁剖面面積(實(shí)數(shù))I1，I2，I12剖面慣性矩(實(shí)數(shù)，I10.0，I20.0，I1*I20.0)J扭轉(zhuǎn)常數(shù)(實(shí)數(shù))NSM單位長(zhǎng)度非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))K1，K2剪切面積系數(shù)(實(shí)數(shù))Ci，Di，Ei，F(xiàn)i應(yīng)力恢復(fù)系數(shù)(實(shí)數(shù),缺省值為0.0)第100頁(yè)，共303頁(yè)。 剖面形狀 K 值 矩形 K1 = K2 = 5/6 實(shí)圓 K1 = K2 = 9/10 薄壁空心圓 K1 =

44、K2 = 1/2 寬突緣梁： 次軸 主軸 應(yīng)力恢復(fù)系數(shù)點(diǎn)(Ci，Di，Ei，F(xiàn)i)，與Y、Z單元軸坐標(biāo)有關(guān) 第101頁(yè)，共303頁(yè)。應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)位置（CBARAO）CBARAO卡：定義沿CBAR單元軸上應(yīng)力/內(nèi)力計(jì)算點(diǎn)位置，格式 或：名 稱 內(nèi) 容EIDCBAR單元的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。SCALESCALE = LE，Xi為沿梁長(zhǎng)實(shí)際距離；SCALE = FR，Xi為實(shí)際距離與梁長(zhǎng)之比Xi梁剖面面積(實(shí)數(shù))。NPTS應(yīng)力恢復(fù)點(diǎn)個(gè)數(shù)，不包括端點(diǎn)(整數(shù)0)。第102頁(yè)，共303頁(yè)。復(fù)雜梁?jiǎn)卧?CBEAM) CBEAM單元具有CBAR單元的全部功能，還具有： 面形質(zhì)允許沿梁長(zhǎng)變化； 中性軸、重心軸與剪心

45、軸不要求重合； 考慮剖面翹曲對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度的影響； 考慮錐度對(duì)橫向剪切剛度的影響； 數(shù)據(jù)格式第103頁(yè)，共303頁(yè)。 第二繼續(xù)卡中SA和SB為端點(diǎn)A和B標(biāo)量點(diǎn)或結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)，這些點(diǎn)有翹曲自由度（ ）CBEAM單元性質(zhì)卡PBEAM格式 第104頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱 內(nèi) 容PID性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。MID材料卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。A(A)梁端A剖面的面積(實(shí)數(shù))。I1(A), I2(A), I12(A)端A剖面面積慣性矩(實(shí)數(shù)0.0)。J(A)梁端A剖面扭轉(zhuǎn)常數(shù)(實(shí)數(shù))。NSM(A)梁端A處單位長(zhǎng)度非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))。梁端A剖面應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)SO應(yīng)力輸出選擇（BCD）：SO = YES，要求輸出繼續(xù)卡定

46、義X /XBX點(diǎn)距A端長(zhǎng)度與梁長(zhǎng)之比X處剖面面積、面積慣性矩、扭轉(zhuǎn)常數(shù)和非結(jié)構(gòu)質(zhì)量（實(shí)數(shù)）。應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)Y、Z坐標(biāo)(實(shí)數(shù))K1，K2對(duì)平面1和平面2的剪切剛度（ ）系數(shù)第105頁(yè)，共303頁(yè)。S1，S2變剖面梁剪力釋放系數(shù)（實(shí)數(shù)）。NSI（A）、NSI（B）端點(diǎn)A、B處非結(jié)構(gòu)質(zhì)量慣性矩CW（A）、CW（B）端點(diǎn)A、B翹曲系數(shù)端點(diǎn)A、B非結(jié)構(gòu)質(zhì)量重心坐標(biāo)（Y，Z）端點(diǎn)A、B中性軸坐標(biāo)（Y，Z）第106頁(yè)，共303頁(yè)。第107頁(yè)，共303頁(yè)。曲梁元(CBEND) CBEND單元是連接兩結(jié)點(diǎn)的一段園弧 具有定常曲率半徑 具有拉伸剛度、彎曲剛度及橫向剪切柔度 壓力管和彎頭是CBEND單元的典型應(yīng)用例子

47、第108頁(yè)，共303頁(yè)。CBEND單元的數(shù)據(jù)格式如下 單元形狀GEOM說(shuō) 明1曲率中心位于AO射線上，向量 之方向與AO射線一致。2O點(diǎn)位于弧AB的切線上（切點(diǎn)A），且O點(diǎn)與弧AB位于AB弦的同側(cè)，向量 與AO射線一致。3弧之半徑（RB）在PBEND卡上定義O點(diǎn)與曲率中心位于弧AB的相反兩側(cè)。4弧AB之角度在PBEND卡上定義，彎曲平面為A、B、O定義的平面，O點(diǎn)與曲率中心位于弧AB的相反兩側(cè)。第109頁(yè)，共303頁(yè)。CBEND單元的性質(zhì)卡為PBEND，其格式 替換格式 第110頁(yè)，共303頁(yè)。 名 稱 內(nèi) 容 PID該性質(zhì)卡的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。 MID材料卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。 A剖面面積(實(shí)

48、數(shù))。 I1, I2, I12剖面的慣性矩(實(shí)數(shù)0.0)。 J 扭轉(zhuǎn)常數(shù)(實(shí)數(shù))。 FSI選擇應(yīng)力或柔性強(qiáng)化因子的標(biāo)記(1-3的任意整數(shù))。 r彎管之平均半徑(內(nèi)外半徑之平均值)(實(shí)數(shù)0.0)。 t彎管的壁厚(實(shí)數(shù) ) p壓力值（實(shí)數(shù)）。 RB梁的曲率半徑(實(shí)數(shù))。 梁的圓弧中心角(實(shí)數(shù))。 CiFi應(yīng)力計(jì)算點(diǎn)的Y、Z坐標(biāo)(實(shí)數(shù))。 K1, K2剪力剛度系數(shù)(實(shí)數(shù))。 NSM非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))。 RC, ZC單元兩端剖面形心與結(jié)點(diǎn)GA、GB之偏離向量分量(實(shí)數(shù))，見(jiàn)圖6-9。 中性軸與形心之徑向間距(實(shí)數(shù))，見(jiàn)圖6-9。第111頁(yè)，共303頁(yè)。面單元 面單元用于板、殼 剛度項(xiàng)存在五個(gè)自由度，板

49、法線轉(zhuǎn)動(dòng)自由度“不連接”，必須約束掉 對(duì)線性分析，NASTRAN用薄板經(jīng)典假設(shè) 在MSC/NASTRAN二維單元庫(kù)中，存在如下一般的單元：l 三結(jié)點(diǎn)等參三角形單元CTRIA3；l 四結(jié)點(diǎn)等參四邊形單元CQUAD4；l 六結(jié)點(diǎn)等參三角形單元CTRIA6；l 八結(jié)點(diǎn)等參四邊形單元CQUAD8；l 四結(jié)點(diǎn)剪力板單元CSHEAR；l 三結(jié)點(diǎn)等參平板單元CTRIAR；l 四結(jié)點(diǎn)等參平板單元CQUADR； 用戶最常用的是CQUAD4和CTRIA3單元 第112頁(yè)，共303頁(yè)。四邊形板元(CQUAD 4) 第113頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。PID性質(zhì)卡PSHELL或PCOMP標(biāo)

50、識(shí)號(hào)(缺省值為EID)。Gi結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。THETA材料性質(zhì)定向角(以度表示，缺省值為0.0)。MCID材料坐標(biāo)系標(biāo)識(shí)號(hào)。該坐標(biāo)系X軸是由MCID坐標(biāo)系的X軸投影到單元面上來(lái)確定的(整數(shù)0，如果為空白，則THETA=0.0 )。ZOFFS結(jié)點(diǎn)面至單元參考面的偏離(實(shí)數(shù))Ti單元結(jié)點(diǎn)G1至G4處膜厚度(整數(shù)0.0，或空白，不能全為0)。第114頁(yè)，共303頁(yè)。CQUAD4 力和力矩單位長(zhǎng)度的薄膜力； 單位長(zhǎng)度的薄膜剪力；單位長(zhǎng)度彎矩；單位長(zhǎng)度扭矩；單位長(zhǎng)度橫向剪力。 力和力矩在單元形心處計(jì)算 應(yīng)力在距單元參考面距離為Z1和Z2處計(jì)算 Z1和Z2在PSHELL性質(zhì)卡上定義， 常為板的表面，

51、即Z1，Z2=厚度/2 第115頁(yè)，共303頁(yè)。三角形板元 (CTRIA3) CTRIA3單元常用于網(wǎng)格過(guò)渡和填充不規(guī)則邊界CTRIA3格式 G1G2G3TH第116頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱 內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。PIDPSHELL或PCOMP的性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0；缺省值為CID)。Gi單元結(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0，都是唯一的)。THETA材料性質(zhì)定向角，以度表示。MCID材料坐標(biāo)系標(biāo)識(shí)號(hào)。材料坐標(biāo)系的X-軸是由MCID坐標(biāo)系(由CORD的定義或基本坐標(biāo)系定義)的X-軸投影到單元表面面上來(lái)確定的(整數(shù)0，如果為空白，則THETA=0.0)。ZOFFS從結(jié)點(diǎn)面至單元參考面的偏離(實(shí)數(shù))T

52、i單元結(jié)點(diǎn)G1、G2和G3處的薄膜厚度(整數(shù)0.0，或空白，不全為零)。 力和力矩在單元形心處計(jì)算應(yīng)力在距單元參考面距離為Z1和Z2處計(jì)算 第117頁(yè)，共303頁(yè)。殼單元性質(zhì)(PSHELL) 名 稱 內(nèi) 容PID性質(zhì)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。MID1薄膜材料標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0，或空白)。T薄膜厚度的缺省值(實(shí)數(shù))。MID2彎曲板材料標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)-1，或空白)。彎曲剛度參數(shù)(整數(shù)0.0；缺省值為1.0)。MID3橫向剪切材料標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0，或空白，當(dāng)MID20，必須為空白)。TS/T橫向剪切厚度與膜厚度之比(實(shí)數(shù)0.0，缺省值為0.833333)。NSM單位面積的非結(jié)構(gòu)質(zhì)量(實(shí)數(shù))。Z1，Z2用于應(yīng)力計(jì)算的

53、纖維距離，正向由在連接卡上列的結(jié)點(diǎn)次序和右手定則來(lái)確定(實(shí)數(shù)或空白，缺省值=T/2)。MID4薄膜-彎曲耦合的材料標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0，或空白)。第118頁(yè)，共303頁(yè)。 CQUID4單元可為膜元、彎曲元以及耦合單元 膜元，僅填MID1 作為彎曲元，僅填MID2 例題圖示一懸臂板，該板長(zhǎng)、寬均為10英寸，厚度為0.15英寸，懸臂端兩角點(diǎn)處作用有拉力300磅，橫向載荷0.5磅。求板的位移、力和應(yīng)力 第119頁(yè)，共303頁(yè)。與單元相關(guān)模型數(shù)據(jù)卡 輸出情況控制指令： FORCE =ALL DISP =ALL STRESS =ALL 第120頁(yè)，共303頁(yè)。其它面單元 CSHEAR（1） 剪力板元，僅支持剪

54、力和張力，用于分析薄加強(qiáng)板和殼；（2） 與桿元一起用于分析薄蒙皮結(jié)構(gòu)CTRIA6用于曲率區(qū)過(guò)渡網(wǎng)格。CQUAD8（1） 用于分析單曲度殼(柱面)；（2） CQUAD4對(duì)雙曲殼比CQUAD8好 CTRIAR三結(jié)點(diǎn)等參平板元，與CQUADR單元相匹配CQUADR（1） 等參平板元，無(wú)膜-彎曲的耦合；（2） 用于受面內(nèi)載荷的平面結(jié)構(gòu)(即薄膜特性)；（3） 與CQUAD4相比，對(duì)畸變和泊桑比的極值較少敏感。不推薦該單元用于曲面。第121頁(yè)，共303頁(yè)。體單元 體單元僅包含平移自由度，不包含轉(zhuǎn)動(dòng)自由度 六面體單元(CHEXA) CHEXA可連接8至21個(gè)結(jié)點(diǎn)； 應(yīng)力 在單元中心計(jì)算 可外推到角結(jié)點(diǎn)計(jì)算C

55、HEXA單元卡格式 第122頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱 內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。PIDPSOLID性質(zhì)卡的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。Gi連接結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0或空白)。CHEXA單元坐標(biāo)系是由R、S、T三向量定義，它們連接該單元相對(duì)面的形心 R：連接G4-G1-G5-G8面和G3-G2-G6-G7面形心；S：連接G1-G2-G6-G5面和G4-G3-G7-G8面形心；T：連接G1-G2-G3-G4面和G5-G6-G7-G8面形心。 第123頁(yè)，共303頁(yè)。五面體單元 (CPENTA) CPENTA單元用于由體到板或殼的過(guò)渡； CPENTA有6到15個(gè)結(jié)點(diǎn)(6個(gè)角結(jié)點(diǎn)，其余為中邊結(jié)點(diǎn))； 單元應(yīng)力

56、( )在形心計(jì)算，可推到角點(diǎn)處計(jì)算 CPENTA卡格式： 第124頁(yè)，共303頁(yè)。名 稱 內(nèi) 容EID單元識(shí)別號(hào)(整數(shù)0)。PIDPSOLID性質(zhì)卡的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。Gi連接結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0或空白)。 單元坐標(biāo)系：原點(diǎn)：位于連接G1和G4直線的中點(diǎn)Z軸：指向三角形G4-G5-G6，定向于兩三角面形心連線與中面垂線 之間的某處 X和Y軸垂直于Z軸 第125頁(yè)，共303頁(yè)。四面體單元(CTETRA) 不推薦用CTETRA單元做連續(xù)體的大部分離散 單元應(yīng)力 在形心點(diǎn)計(jì)算，可外推到角點(diǎn)計(jì)算CTETRA單元數(shù)據(jù)格式 第126頁(yè)，共303頁(yè)。體單元性質(zhì) (PSOLID)PSOLID卡定義CHEXA、C

57、PENTA和CTETRA體單元的性質(zhì) 名 稱內(nèi) 容PID性質(zhì)卡標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。MID材料卡MAT1、MAT4、MAT5、MAT9或MAT10標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)CORDM材料坐標(biāo)系標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。IN積分網(wǎng)格(整數(shù)，字符，或空白)。STRESS應(yīng)力輸出位置選擇(整數(shù)，字符，或空白)。ISOP積分方案(整數(shù)，字符，或空白)。FCTN流體單元標(biāo)記(“PFLUID”指流體單元，“SMECH”指結(jié)構(gòu)單元，缺省 =“SMECH”)。第127頁(yè)，共303頁(yè)。約束單元 （1） 約束單元又稱“剛性單元”。用于處理結(jié)點(diǎn)(或標(biāo)量點(diǎn))間各自由度間固定約束關(guān)系（2） 一個(gè)約束單元等價(jià)于一個(gè)或多個(gè)多點(diǎn)約束方程；（3 M

58、SC/NASTRAN中，包含的約束單元： RROD，剛性桿單元 RBAR，剛性梁?jiǎn)卧?RTRPLT，剛性三角板單元 RBE 1，1號(hào)剛性體單元 RBE 2，2號(hào)剛性體單元 RBE 3，均方加權(quán)約束單元 RSPLINE，內(nèi)插約束單元。 第128頁(yè)，共303頁(yè)。剛性梁?jiǎn)卧≧BAR） 剛性梁元把結(jié)點(diǎn)1至6個(gè)自由度與另外6個(gè)獨(dú)立自由度剛性地連接起來(lái) 6個(gè)獨(dú)立自由度必須為6個(gè)，并且是完全確定了單元的剛體性質(zhì)RBAR格式： 名 稱內(nèi) 容EID單元標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。GA , GB剛性單元兩連接結(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。CNA , CNB結(jié)點(diǎn)GA和GB在總體坐標(biāo)系中獨(dú)力自由度的分量號(hào)（1至6整數(shù)的任意組合，無(wú)

59、中間嵌入空白）。CMA , CMB在總體坐標(biāo)系中，指定的結(jié)點(diǎn)GA和GB的相關(guān)自由度分量號(hào)(1至6整數(shù)的任意組合，無(wú)嵌入空白)。第129頁(yè)，共303頁(yè)。剛性體單元（RBE2） 獨(dú)立自由度在單點(diǎn)處指定，相關(guān)自由度在任意數(shù)量的點(diǎn)處指定 RBE2單元是一個(gè)約束單元，描述兩個(gè)或多個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的位移關(guān)系RBE2數(shù)據(jù)格式 名 稱內(nèi) 容EID單元識(shí)別號(hào)(整數(shù)0)。GN結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)，其6個(gè)自由度全指定為獨(dú)立自由度(整數(shù)0)。CM結(jié)點(diǎn)GMi處的相關(guān)自由度分量號(hào)(整數(shù)1至6)GMi具有相關(guān)自由度的結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)(整數(shù)0)。第130頁(yè)，共303頁(yè)。例題 加筋板用兩CQUAD4單元和一個(gè)CBAR單元(描述筋條)來(lái)建立模型。 兩

60、個(gè)RBE2單元用于將CBAR筋條與板單元連接。 第131頁(yè)，共303頁(yè)。 結(jié)點(diǎn)7和8與CBAR單元相連接，并位于筋條的中性軸上； RBE2單元把始結(jié)點(diǎn)GA的全部6個(gè)自由度與它的端結(jié)點(diǎn)GB的自由度相關(guān)起來(lái) GA稱為“主結(jié)點(diǎn)”，它的6個(gè)自由度是獨(dú)立的，GB是“從結(jié)點(diǎn)”，它的6個(gè)相關(guān)自由度分量列在字場(chǎng)4(CM)中。 RBE2如下 第132頁(yè)，共303頁(yè)。第7章材料性質(zhì) 第133頁(yè)，共303頁(yè)。MSC/NASTRAN 可處理多種材料性質(zhì) NASTRAN 可處理的適于線性靜力分析 的材料類型： 各向同性材料（MAT1） 二維各向異性材料（MAT2） 軸對(duì)稱體正交異性材料（MAT3） 二維正交異性材料（M