MSC.Nastran有限元分析理論基礎與應用

第一章 緒論
1. 1 Nastran程序的歷史
1. 2 MSC. Nastran程序的組織構架
1. 3 MSC. Nastran程序的參考文獻
1. 4 MSC. Nastran前后處理軟件MSC. Patran
1. 5 有限元模型的建立
1. 6 有限元模型的處理
1. 7 MSC. Nastran的分析功能
1. 8 MSC. Nastran的輸入文件
1. 9 MSC. Nastran初步
1. 10 模型數(shù)據(jù)
1. 10. 1 自由格式模型數(shù)據(jù)
1. 10. 2 列的復制和生成
1. 10. 3 面向結構的模型數(shù)據(jù)匯總
1. 10. 4 數(shù)據(jù)選擇
1. 10. 5 載荷選擇
1. 10. 6 溫度場選擇
1. 10. 7 約束選擇
1. 10. 8 特征值解法說明
1. 10. 9 微分剛度解
1. 10. 10 輸出控制
1. 10. 11 標題命令
1. 10. 12 輸出行控制
1. 10. 13 模型數(shù)據(jù)打印選擇
1. 10. 14 集說明
1. 10. 15 單元輸出要求
1. 10. 16 節(jié)點和標量點要求
1. 10. 17 子工況
1. 10. 18 工況控制例題
1. 11 執(zhí)行控制
1. 11. 1 求解序列
1. 11. 2 指定MSC. Nastran執(zhí)行時間
1 .11. 3 診斷打印要求
1 .11. 4 DMAP編譯控制
1. 11 .5 執(zhí)行控制結束
1. 11. 6 執(zhí)行控制例題
1. 12 桿系結構例題
1. 12. 1 文件的構成
1. 12. 2 輸入文件
1. 12. 3 桿系簡圖
1. 12. 4 MSC. Nastran的運行
1. 12. 5 F06文件檢查
第二章 MSC. Patran開發(fā)環(huán)境
2. 1 智能環(huán)境
2. 2 正確使用有限元分析工具
2. 3 環(huán)形板實例
2. 3. 1 第一次分析
2. 3. 2 第二次分析
2. 3. 3 第三次分析
2. 3. 4 第四次分析
2. 3. 5 第五次分析
2. 3. 6 第六次分析
2. 3. 7 總結分析結果
2. 4 懸臂梁實例
2. 4. 1 梁單元計算結果
2. 4. 2 實體單元計算結果
2. 5 內壓厚壁球殼
2. 5. 1 軸對稱TRIA6單元計算結果
2. 5. 2 實體HEX8單元計算結果
2. 5. 3 實體HEX20單元計算結果
2. 5. 4 實體WEDGE15單元計算結果
2. 6 受內壓圓筒徑向接管結構
2. 7 加筋板動態(tài)分析
第三章 工程力學的基本關系
3. 1 連續(xù)介質力學
3. 2 運動學關系
3. 3 應變
3. 4 曲面上的應力矢量
3. 5 應力分量
3. 6 本構關系
3. 7 平衡條件--牛頓力學
3. 8 虛功原理
3. 9 彈性理論解
3. 9. 1 均勻應力
3. 9. 2 自重作用下等截面桿的拉伸
3. 10 解決實際問題的策略
3. 11 二維彈性理論
3. 11. 1 平面應力
3. 11. 2 平面應變
3. 11. 3 平衡方程
3. 11. 4 應變-位移關系
3. 11. 5 本構關系
3. 11. 6 應力函數(shù)
3. 11. 7 基于應力函數(shù)的解
3. 12 梁理論
3. 12. 1 應力的合成
3. 12. 2 拉伸和彎曲下的應力
3. 12. 3 平衡方程
3. 12. 4 梁彎曲撓度方程的解
3. 13 小撓度的板理論
3. 13. 1 運動學關系
3. 13. 2 力和力矩的合成
3. 13. 3 平衡方程
3. 13. 4 Kirchhoff假設
3. 13. 5 夾層板的本構關系
3. 14 矩形板的小撓度解
3. 14. 1 承受正弦分布壓力的簡支矩形板
3. 14. 2 承受均勻分布壓力的簡支矩形板的Navier解和A.Nadia解
3. 14. 3 承受集中載荷的簡支矩形板Navier解
3. 14. 4 承受均勻分布壓力的夾支矩形板
3. 14. 5 承受集中載荷的夾支矩形板
3. 15 圓板對稱彎曲
3. 15. 1 承受均勻載荷的圓板
3. 15. 2 承受均勻載荷的夾支圓板
3. 15. 3 承受均勻載荷的簡支圓板
3. 15. 4 承受均勻載荷夾支圓板的精確解
3. 15. 5 承受均勻載荷簡支圓板較精確的解
3. 15. 6 承受同心圓載荷的簡支圓板
3. 15. 7 承受同心圓載荷的夾支圓板
3. 15. 8 承受中心載荷的簡支圓板
3. 15. 9 承受中心載荷的夾支圓板
3. 15. 10 承受中心載荷的簡支圓板比較精確的解
3. 15. 11 承受均勻載荷的夾支橢圓板
3. 15. 12 承受均勻載荷的簡支橢圓板
3. 15. 13 承受均勻載荷的簡支斜板
3. 16 板的大撓度
3. 16. 1 承受均勻載荷的大撓度夾支圓板的近似解
3. 16. 2 承受均勻載荷的大撓度夾支圓板的精確解
3. 16. 3 承受均勻載荷的大撓度簡支圓板的精確解
3. 17 柱形殼
3. 17. 1 承受軸對稱載荷的圓柱形殼
3. 17. 2 圓截面上有均勻分布載荷的長圓柱殼
3. 17. 3 承受均勻內壓的固支長圓柱殼
3. 18 承受軸對稱載荷的旋轉殼
3. 19 殼體變形狀態(tài)和有限元方法
3. 19. 1 標準測試
3. 19. 2 殼的模型
3. 19. 3 有限元模型
3. 19. 4 變形的精確解
第四章 變分原理及近似理論
4. 1 虛功原理
4. 2 余虛功原理
4. 3 最小勢能原理
4. 4 最小余能原理
4. 5 廣義原理
4. 6 Hellinger-Reissner原理
4. 7 變分原理之間的關系
4. 8 近似理論
4. 9 簡支梁的Rayleieh-Ritz解
第五章 有限單元公式
5. 1 有限單元公式的位移表達
5. 2 軸力桿單元ROD
5. 3 確定剛度方程的步驟
5. 4 彎曲梁單元的剛度矩陣
5. 5 鐵摩辛柯梁單元的靜態(tài)剛度矩陣
5. 6 軸向拉力下的鐵摩辛柯梁的橫向振動
5. 7 軸向拉力和繞軸旋轉下扭曲的鐵摩辛柯梁的橫向振動
5. 8 形函數(shù)和基函數(shù)
5. 9 板單元基函數(shù)
5. 10 等參數(shù)單元
5. 10. 1 基函數(shù)和Jacobian變換
5. 10. 2 計算正方形的面積
5. 11 數(shù)值積分
5. 12 雜交公式
5. 12. 1 雜交應力單元
5. 12. 2 卞學鐨-Sumihara雜交四邊形薄膜
5. 13 板殼單元
5. 13. 1 近似曲率
5. 13. 2 橫向剪切應變的近似表達
5. 13. 3 用平板單元構造的殼體
5. 13. 4 法向轉動
5. 13. 5 平殼單元的平面外節(jié)點的修正
5. 13. 6 曲殼單元
5. 14 實體單元
5. 15 單元剛度自鎖
5. 15. 1 四節(jié)點矩形單元的自鎖
5. 15. 2 八節(jié)點矩形單元的自鎖
5. 15. 3 常應變三角形單元的自鎖
5. 15. 4 八節(jié)點實體單元的自鎖
5. 16 單元剛度的形狀敏感度
5. 16. 1 四節(jié)點平行四邊形單元的自鎖
5. 16. 2 四節(jié)點梯形單元的自鎖
5. 16. 3 八節(jié)點梯形單元的自鎖
5. 16. 4 中節(jié)點偏置的六節(jié)點三角形單元的自鎖
5. 17 減低積分和偽模式
5. 17. 1 減低積分的優(yōu)點
5. 17. 2 單元的偽模態(tài)
5. 18 對自鎖的進一步處理
5. 18. 1 泡函數(shù)
5. 18. 2 錐旋轉自由度
5. 19 鐵摩辛柯梁的矩陣
第六章 MSC. Nastran中的結構單元
6. 1 引言
6. 2 單元定義
6. 3 標量彈性單元ELAS
6. 3. 1 連接兩個節(jié)點自由度的彈簧單元ELAS的定義
6. 3. 2 ELAS單元的功用
6. 4 桿單元ROD和管單元TUBE單元
6. 4. 1 桿單元的輸入數(shù)據(jù)
6. 4. 2 剛度矩陣
6. 4. 3 應力計算
6. 5 常截面彎曲梁單元BAR
6. 5. 1 BAR單元的輸入數(shù)據(jù)
6. 5. 2 BAR的單元坐標系
6. 5. 3 BAR單元的偏置
6. 5. 4 鉸鏈連接
6. 5. 5 BAR單元的屬性
6. 5. 6 面積屬性
6. 5. 7 非結構質量
6. 5. 8 應力計算
6. 5. 9 中間截面的單元力和應力
6. 5. 10 BAR單元例題
6. 5. 11 建立有限單元模型時的注意事項
6. 6 變截面彎曲梁單元BEAM
6. 6. 1 自由度
6. 6. 2 梁的描述
6. 6. 3 BEAM單元的連接卡片
6. 6. 4 BEAM單元的局部坐標系
6. 6. 5 BEAM單元屬性數(shù)據(jù)輸入
6. 6. 6 梁的例題
6. 7 曲線梁單元BEND
6. 7. 1 BEND單元的定義
6. 7. 2 BEND單元的連結和幾何定義
6. 7. 3 BEND單元的坐標系
6. 7. 4 確定幾何中心弧線
6. 7. 5 單元屬性
6. 7. 6 單元力和應力
6. 8 剪力板單元SHEARPANEL
6. 9 殼體單元
6. 9. 1 板單元QUAD4和TRIA3
6. 9. 2 殼單元的定義
6. 9. 3 單元連接
6. 9. 4 單元坐標系
6. 9. 5 材料坐標系
6. 9. 6 參考曲面偏移
6. 9. 7 單元屬性
6. 9. 8 單元屬性的說明
6. 9. 9 單元本構關系
6. 9. 10 實心均勻對稱截面的定義
6. 9. 11 夾層板截面
6. 9. 12 層復合材料
6. 9. 13 單元面翹曲的影響
6. 9. 14 單元剛度矩陣
6. 9. 15 質量矩陣
6. 9. 16 應力. 應變和單元力計算
6. 10 曲殼單元
6. 10. 1 TRIA6和QUAD0單元的定義
6. 10. 2 單元節(jié)點連接
6. 10. 3 單元坐標系
6. 10. 4 材料軸方向
6. 10. 5 單元厚度
6. 10. 6 單元屬性確定
6. 10. 7 單元剛度矩陣
6. 10. 8 單元質量矩陣
6. 10. 9 應力. 應變和單元力的計算
6. 11 實體單元
6. 11. 1 實體單元的定義
6. 11. 2 單元連接
6. 11. 3 TETRA單元
6. 11. 4 PENTA單元
6. 11. 5 HEXA單元
6. 11. 6 實體單元TETRA, PENTA和HEXA的屬性
6. 11. 7 HEXA的單元坐標系
6. 11. 8 PENTA的局部坐標系
6. 11. 9 TETRA的單元坐標系
6. 11. 10 單元剛度矩陣
6. 11. 11 質量
6. 11. 12 應力和應變計算
第七章 總體分析過程
7. 1 總體剛度矩陣
7. 2 局部與總體坐標系
7. 3 單元剛度矩陣的轉換
7. 4 結構自由度指定
7. 5 標量自由度的定義
7. 6 坐標系
7. 7 節(jié)點
7. 7. 1 節(jié)點編號
7. 7. 2 幾何坐標
7. 7. 3 位移坐標
7. 8 外部和內部自由度
7. 9 位移集
7. 9. 1 并集數(shù)據(jù)
7. 9. 2 獨立的互補數(shù)據(jù)集
7. 10 多點約束MPC
7. 10. 1 MPC的用途
7. 10. 2 減縮為n-集
7. 10. 3 MPC數(shù)據(jù)項
7. 10. 4 定義約束方程
7. 11 單點約束SPC
7. 11. 1 減縮為廣集
7. 11. 2 單點約束力
7. 11. 3 SPC數(shù)據(jù)定義
7. 11. 4 在載荷工況中選擇SPC組
7. 11. 5 指定s-集自由度和約束值
7. 11. 6 刪除自由度
7. 11. 7 自動刪除
7. 11. 8 單點約束的指定
7. 12 靜態(tài)凝聚 OMIT和ASET
7. 12. 1 a-集的減縮
7. 12. 2 凝聚自由度的恢復
7. 12. 3 [Goa]的物理解釋
7. 12. 4 使用靜態(tài)凝聚的原因
7. 12. 5 靜態(tài)凝聚的定義方法
7. 12. 6 靜態(tài)凝聚例題
7. 13 自由體支撐
7. 13. 1 減縮為l-集
7. 13. 2 剛體變換矩陣
7. 13. 3 剛體的剛度矩陣
7. 13. 4 SUPORT卡片
7. 14 柔度到剛度的變換
7. 14. 1 由柔度矩陣和剛體位移矩陣生成剛度矩陣的GENEL卡片
7. 14. 2 用GENEL卡片指定梁的屬性
7. 14. 3 直接定義單元剛度
第八章 有限單元的精度與性能
8. 1 單元性能
8. 2 插值失敗
8. 3 單元形狀的影響
8. 3. 1 二維補片測試
8. 3. 2 三維補片測試
8. 3. 3 補片測試結果
8. 3. 4 MacNeal梁測試
8. 3. 5 矩形板測試
8. 3. 6 柱殼測試
8. 3. 7 開口球殼
8. 3. 8 不可壓縮材料
8. 4 測試結果概要
第九章 剛性單元和約束單元
9. 1 剛性單元和約束單元
9. 2 拉伸約束
9. 3 兩節(jié)點間的剛性連接
9. 4 剛性三角約束單元
9. 5 一般剛性約束單元
9. 6 彈性約束單元
9. 7 加權平均約束單元
第十章 材料屬性
10. 1 各向同性材料
10. 1. 1 一維單元
10. 1. 2 二維單元--平面應力
10. 1. 3 二維單元--平面應變
10. 1. 4 三維單元
10. 2 二維單元的各向異性材料
10. 2. 1 正交各向異性材料
10. 2. 2 正交各向異性材料舉例
10. 3 二維夾層單元的正交各向異性材料
10. 4 三維單元的各向異性材料
10. 5 彈性常數(shù)的變換
10. 6 與溫度相關的材料
10. 7 材料屬性表
10. 8 復合材料
10. 8. 1 夾層屬性
10. 8. 2 夾層板屬性
10. 8. 3 定義夾層板屬性
10. 8. 4 層的失效準則
第十一章 外載荷
11. 1 節(jié)點集中外力
11. 2 由分量定義的力矢量
11. 3 由兩點定義的靜態(tài)力和力矩
11. 4 由矢量叉積定義載荷矢量的方向
11. 5 作用在標量點上的載荷
11. 6 彎曲梁單元上的分布載荷
11. 6. 1 載荷類型及方向
11. 6. 2 載荷和SCALE列
11. 6. 3 梁單元的分布載荷
11. 7 均勻分布壓力PLOAD2
11. 8 非均勻曲面力PLOAD4
11. 8. 1 曲面力的方向
11. 8. 2 載荷強度指定
11. 8. 3 實體單元的承載面指定
11. 8. 4 指定圖11-4中HEXA單元的曲面力例題
11. 9 重力載荷
11. 10 由于角速度和角加速度引起的靜載荷
11. 11 組合載荷
11. 12 強制位移
11. 13 強制變形
11. 14 熱載荷
11. 15 節(jié)點溫度
11. 16 桿單元和梁單元的溫度場
11. 17 二維單元的溫度場
第十二章 靜力分析
12. 1 系統(tǒng)矩陣
12. 2 約束和靜凝聚
12. 3 靜載荷
12. 4 慣性釋放
12. 5 數(shù)據(jù)還原
12. 6 輸入說明
12. 6. 1 執(zhí)行控制段
12. 6. 2 工況控制段
12. 6. 3 參數(shù)
12. 7 分析結果輸出
12. 7. 1 自動輸出
12. 7. 2 系統(tǒng)響應變量的輸出
12. 8 致命錯誤
12. 9 節(jié)點奇異性處理
12. 9. 1 奇異性識別
12. 9. 2 用戶控制
12. 9. 3 自動輸出
12. 9. 4 位移集的隸屬關系
12. 10 節(jié)點重量生成模塊
12. 10. 1 剛體變換矩陣
12. 10. 2 剛體質量矩陣
12. 10. 3 主質量軸
12. 10. 4 質心
12. 10. 5 轉動慣量
12. 11 例題說明
12. 12 均勻分布載荷下的懸臂梁
12. 12. 1 單元屬性
12. 12. 2 有限單元模型
12. 12. 3 載荷工況. 載荷和邊界條件
12. 12. 4 提交MSC. Nastran分析
12. 12. 5 計算結果
12. 12. 6 結果分析
12. 13 簡支加筋板
12. 14 三維掛鉤
第十三章 用超單元模擬部件
13. 1 超單元和建模
13. 1. 1 子結構
13. 1. 2 子結構法的優(yōu)點
13. 1. 3 超單元邏輯結構
13. 2 部件求解
13. 3 定義超單元
13. 3. 1 將節(jié)點分配到超單元SEID
13. 3. 2 PART超單元
13. 4 MSC. Patran定義超單元的方法
13. 5 超單元問題的例題
第十四章 對稱和循環(huán)對稱
14. 1 引言
14. 2 結構物基本對稱型態(tài)
14. 3 基本理論介紹
14. 3. 1 反射對稱結構
14. 3. 2 反射對稱的邊界條件
14. 3. 3 旋轉對稱結構
14. 3. 4 周期邊界條件
14. 3. 5 耦合體旋轉對稱
14. 4 數(shù)據(jù)輸入
14. 4. 1 循環(huán)對稱分析方法與傳統(tǒng)分析方法的比較
14. 4. 2 執(zhí)行控制卡
14. 4. 3 工況控制卡
14. 4. 4 模型數(shù)據(jù)卡
第十五章 固有模態(tài)分析
15. 1 動力學系統(tǒng)方程
15. 2 特征值問題
15. 3 系統(tǒng)的質量
15. 3. 1 單元的慣性屬性
15. 3. 2 結構質量與非結構質量
15. 3. 3 一致質量和集中質量公式
15. 3. 4 質量單元
15. 4 實特征值的提取方法
15. 5 矩陣減縮法
15. 6 簡支矩形板的模態(tài)分析
第十六章 微分剛度和屈曲分析
16. 1 大位移公式
16. 2 非線性應變位移關系
16. 3 棱形桿的幾何剛度
16. 4 板彎曲的幾何剛度矩陣
16. 5 屈曲分析
16. 5. 1 第一階段--線性靜力分析
16. 5. 2 第二階段--屈曲分析
16. 6 考慮微分剛度的固有模態(tài)和頻率
16. 7 線性屈曲例題
16. 7. 1 簡支細長桿的屈曲
16. 7. 2 矩形板的屈曲
16. 7. 3 柱殼的屈曲
16. 7. 4 承受壓力載荷的梁的模態(tài)分析
16. 8 弧長法
16. 8. 1 Newton-Raphson法的基本公式
16. 8. 2 割線剛度矩陣和切線剛度矩陣
16. 8. 3 弧長法
16. 9 后屈曲
16. 9. 1 橫向加載的柱殼后屈曲-1
16. 9. 2 橫向加載的柱殼后屈曲-2
16. 9. 3 縱向加載的柱殼后屈曲
第十七章 熱傳導分析
17. 1 材料熱性質
17. 2 熱載荷和熱邊界條件
17. 3 有限元模型
17. 3. 1 有限元
17. 3. 2 材料庫
17. 3. 3 單元屬性
17. 3. 4 載荷和邊界條件
17. 3. 5 載荷工況
17. 4 熱分析
17. 4. 1 分析界面
17. 4. 2 轉換參數(shù)
17. 4. 3 解題類型
17. 4. 4 直接文本輸入
17. 4. 5 建立子工況
17. 5 后處理
17. 5. 1 讀取熱分析結果
17. 5. 2 熱分析結果的圖形顯示
17. 6 例題
17. 6. 1 例題1 瞬態(tài)熱分析
17. 6. 2 例題2 集成線路板自由對流
17. 6. 3 例題3 印刷線路板的強迫空氣對流
17. 6. 4 例題4 熱接觸約束
17. 6. 5 例題5 典型航空電子設備熱流加熱
17. 6. 6 例題6 閉合空間熱輻射
17. 6. 7 例題7 導管軸對稱流
17. 6. 8 例題8 方向熱載荷
17. 6. 9 例題9 方向熱載荷的熱應力分析
主要參考文獻