Patran 2014與Nastran 2014有限元分析從入門到精通

前言
第1章 概述1
1.1 MSC公司及其產品介紹1
1.2 Patran介紹2
1.2.1 圖形用戶界面3
1.2.2 CAD幾何模型的直接訪問3
1.2.3 幾何造型功能4
1.2.4 分析集成4
1.2.5 有限元建模5
1.2.6 結果交互式可視化后處理6
1.2.7 高級用戶化工具7
1.3 Nastran軟件功能介紹7
1.3.1 靜力分析8
1.3.2 屈曲分析8
1.3.3 動力學分析8
1.3.4 熱分析8
1.3.5 空氣動力彈性及顫振分析9
1.3.6 流固耦合分析10
1.3.7 多級超單元分析10
1.3.8 高級對稱分析11
1.3.9 設計靈敏度及優(yōu)化分析11
1.3.10 轉子動力學特性分析12
1.3.11 概率有限元分析12
1.3.12 與ADAMS進行剛/柔性多體動力學分析12
1.3.13 Nastran的并行求解方法13
1.3.14 多種求解方法13
1.3.15 用戶化開發(fā)工具DAMP語言13
第2章 Patran建模和Nastran分析過程14
2.1 有限元分析簡介14
2.2 Patran 建模和Nastran分析流程15
2.2.1 Patran 2014 的用戶界面介紹15
2.2.2 Patran建模和Nastran分析的一般流程20
2.2.3 Patran和Nastran 的主要相關文件21
2.2.4 單位制介紹22
2.3 實例入門——支撐結構受力變形分析23
2.3.1 前處理24
2.3.2 提交分析27
2.3.3 后處理28
第3章 創(chuàng)建幾何模型30
3.1 直接創(chuàng)建幾何模型30
3.1.1 創(chuàng)建點30
3.1.2 創(chuàng)建曲線35
3.1.3 創(chuàng)建曲面43
3.1.4 創(chuàng)建三維實體51
3.1.5 創(chuàng)建坐標系54
3.1.6 創(chuàng)建平面56
3.1.7 創(chuàng)建矢量58
3.2 轉化創(chuàng)建幾何模型58
3.3 Patran的輸入輸出接口63
3.3.1 Patran輸入接口63
3.3.2 Patran輸出接口64
3.4 編輯幾何模型65
3.4.1 編輯點65
3.4.2 編輯曲線66
3.4.3 編輯曲面68
3.4.4 編輯實體72
3.5 其他幾何操作73
3.5.1 刪除功能73
3.5.2 信息顯示73
3.5.3 檢查幾何模型74
3.5.4 關聯75
3.5.5 反關聯75
3.5.6 重新標號75
3.6 應用實例75
3.6.1 圓頂凸臺建模實例75
3.6.2 叉架建模實例78
3.7 托架線性靜力分析全程實例——建模85
3.7.1 創(chuàng)建數據庫模型85
3.7.2 創(chuàng)建二維平面圖85
3.7.3 創(chuàng)建三維實體87
3.7.4 創(chuàng)建切割實體模型88
3.7.5 創(chuàng)建底部圓孔90
3.7.6 打印痕91
第4章 劃分有限元網格93
4.1 單元庫簡介93
4.2 直接創(chuàng)建有限元網格（Create）95
4.2.1 網格生成器的分類95
4.2.2 幾何協調性和有限元協調性97
4.2.3 自動生成網格（mesh）97
4.2.4 手動生成網格98
4.2.5 創(chuàng)建多點約束（MPC）98
4.3 轉化創(chuàng)建有限元網格99
4.3.1 移動、旋轉和鏡像創(chuàng)建節(jié)點/單元99
4.3.2 拉伸、滑動創(chuàng)建單元100
4.4 修改有限元網格模型101
4.4.1 修改網格（mesh）101
4.4.2 修改單元102
4.4.3 修改梁/桿、三角形、四邊形、四面體單元102
4.4.4 修改節(jié)點103
4.4.5 修改網格種子104
4.5 檢查有限元網格104
4.5.1 有限元網格檢查（Verify）104
4.5.2 檢查三角形單元的質量105
4.5.3 檢查四邊形單元的質量105
4.5.4 檢查四面體單元的質量105
4.5.5 檢查五面體單元的質量106
4.5.6 檢查六面體單元的質量106
4.5.7 檢查節(jié)點106
4.5.8 檢查中間節(jié)點106
4.5.9 檢查超級單元107
4.6 基于有限元網格模型的其他操作107
4.6.1 重新標號107
4.6.2 聯結（Associate）108
4.6.3 解除聯結（Disassociate）108
4.6.4 優(yōu)化（Optimize）108
4.6.5 顯示信息109
4.6.6 刪除有限元元素（Delete）109
4.7 創(chuàng)建有限元網格實例109
4.7.1 卷簧網格劃分實例109
4.7.2 支架網格劃分實例112
4.7.3 連桿網格劃分實例114
4.8 托架線性靜力分析全程實例——網格劃分117
第5章 材料屬性118
5.1 概述118
5.2 創(chuàng)建材料模型120
5.2.1 材料模型的分類120
5.2.2 創(chuàng)建材料模型的方法122
5.3 顯示材料模型123
5.4 工程實例123
5.4.1 各向同性材料模型實例123
5.4.2 九層復合材料模型實例125
5.4.3 溫度相關材料模型實例126
5.5 托架線性靜力分析全程實例——定義材料本構關系127
第6章 單元屬性128
6.1 概述128
6.2 創(chuàng)建單元屬性129
6.2.1 0D單元屬性129
6.2.2 1D單元屬性130
6.2.3 2D單元屬性135
6.2.4 3D單元屬性137
6.3 梁的顯示139
6.4 顯示檢查單元屬性139
6.5 托架線性靜力分析全程實例——定義單元屬性139
第7章 工況及邊界條件142
7.1 概述142
7.2 載荷/邊界條件的創(chuàng)建、顯示、修改、刪除143
7.2.1 創(chuàng)建載荷/邊界條件的步驟145
7.2.2 顯示、檢查邊界條件145
7.2.3 修改、刪除邊界條件146
7.3 應用實例146
7.3.1 創(chuàng)建平板位移邊界條件實例146
7.3.2 創(chuàng)建徑向載荷實例147
7.3.3 施加變化的載荷實例148
7.4 托架線性靜力分析全程實例——定義邊界條件149
7.4.1 定義位移邊界條件149
7.4.2 定義載荷邊界條件151
第8章 分析控制153
8.1 概述153
8.2 設定分析環(huán)境并提交計算154
8.2.1 轉換參數設置154
8.2.2 分析類型的設置155
8.2.3 Subcases的定義156
8.2.4 Subcase Select157
8.3 讀取分析結果157
8.3.1 讀取分析結果157
8.3.2 將計算結果與Patran相關聯158
8.4 優(yōu)化分析158
8.4.1 問題描述159
8.4.2 創(chuàng)建設計變量159
8.4.3 創(chuàng)建目標函數161
8.4.4 創(chuàng)建約束條件161
8.4.5 分析設置162
8.4.6 分析求解162
8.5 托架線性靜力分析全程實例——提交分析作業(yè)163
第9章 結果后處理164
9.1 概述164
9.2 后處理的一般步驟165
9.3 分析結果快速顯示166
9.4 顯示變形圖168
9.5 顯示云圖169
9.6 圖形符號顯示170
9.7 創(chuàng)建X-Y坐標曲線170
9.8 生成報告172
9.9 其他操作174
9.10 托架線性靜力分析全程實例——結果后處理175
第10章 Patran和Nastran基本使用實例178
10.1 活塞受壓分析實例178
10.1.1 問題描述178
10.1.2 創(chuàng)建數據庫模型并導入模型178
10.1.3 網格劃分180
10.1.4 定義材料本構關系181
10.1.5 定義單元屬性182
10.1.6 定義位移邊界條件183
10.1.7 定義壓力載荷邊界條件185
10.1.8 提交分析作業(yè)186
10.1.9 查看結果187
10.2 組和列表定義實例189
10.2.1 創(chuàng)建數據庫模型189
10.2.2 創(chuàng)建幾何模型189
10.2.3 網格劃分191
10.2.4 定義材料本構關系194
10.2.5 定義表194
10.2.6 定義單元屬性195
10.2.7 定義溫度邊界條件197
10.2.8 定義厚度場集合198
10.2.9 定義溫度場集合200
10.2.10 定義組201
10.3 基于二維殼單元的梁分析實例203
10.3.1 創(chuàng)建數據庫模型203
10.3.2 創(chuàng)建幾何模型203
10.3.3 網格劃分203
10.3.4 定義載荷204
10.3.5 定義位移邊界條件205
10.3.6 定義材料本構關系206
10.3.7 定義單元屬性207
10.3.8 提交分析作業(yè)208
10.3.9 查看結果208
10.4 基于一維梁單元的梁分析實例210
10.4.1 創(chuàng)建數據庫模型210
10.4.2 創(chuàng)建網格模型211
10.4.3 定義位移邊界條件212
10.4.4 定義載荷邊界條件213
10.4.5 定義材料215
10.4.6 定義單元屬性215
10.4.7 提交分析作業(yè)218
10.4.8 查看結果218
第11章 靜力學分析220
11.1 彈性力學的基本方程和變分原理220
11.1.1 彈性力學基本方程的矩陣形式220
11.1.2 彈性力學基本方程的張量形式223
11.2 平板受力分析224
11.2.1 創(chuàng)建一個數據文件224
11.2.2 創(chuàng)建幾何模型224
11.2.3 劃分有限元網格225
11.2.4 設置邊界條件及施加載荷225
11.2.5 定義材料屬性227
11.2.6 定義單元屬性227
11.2.7 進行分析228
11.2.8 查看分析結果228
11.3 鉸接桁架的受力分析229
11.3.1 創(chuàng)建一個數據文件229
11.3.2 劃分有限元網格229
11.3.3 設置邊界條件及施加載荷231
11.3.4 定義材料屬性234
11.3.5 定義單元屬性236
11.3.6 分析模型237
11.3.7 查看分析結果237
11.4 厚壁圓筒靜力分析238
11.4.1 建立一個數據文件238
11.4.2 創(chuàng)建厚壁圓筒的一個縱截面238
11.4.3 旋轉截面生成三維實體239
11.4.4 刪除臨時創(chuàng)建的截面240
11.4.5 劃分網格240
11.4.6 定義材料屬性241
11.4.7 定義單元屬性241
11.4.8 施加邊界條件，對各截面的法向位移進行約束242
11.4.9 施加壓強242
11.4.10 分析模型244
11.4.11 查看分析結果244
11.5 箱體的靜力分析實例245
11.5.1 創(chuàng)建數據庫模型245
11.5.2 創(chuàng)建新組245
11.5.3 抽取中面245
11.5.4 幾何清理246
11.5.5 刪除多余的面248
11.5.6 自由網格劃分248
11.5.7 定義載荷邊界條件249
11.5.8 定義位移邊界條件249
11.5.9 定義材料本構關系250
11.5.10 定義單元屬性252
11.5.11 提交分析作業(yè)252
11.5.12 結果后處理253
11.6 面與加強筋模型254
11.6.1 創(chuàng)建數據庫模型255
11.6.2 創(chuàng)建幾何模型255
11.6.3 網格劃分260
11.6.4 定義載荷邊界條件261
11.6.5 定義位移邊界條件264
11.6.6 定義材料本構關系265
11.6.7 定義單元屬性266
11.6.8 提交分析作業(yè)269
11.6.9 結果后處理269
11.7 裝配體網格劃分和模型分析271
11.7.1 創(chuàng)建數據庫模型271
11.7.2 創(chuàng)建幾何模型271
11.7.3 自由網格劃分274
11.7.4 定義位移邊界條件276
11.7.5 定義載荷邊界條件278
11.7.6 定義材料本構關系278
11.7.7 定義單元屬性279
11.7.8 提交分析作業(yè)279
11.7.9 結果后處理280
11.8 手柄靜力分析實例281
11.8.1 創(chuàng)建數據庫模型282
11.8.2 創(chuàng)建新組281
11.8.3 創(chuàng)建新幾何實體281
11.8.4 分割幾何實體283
11.8.5 創(chuàng)建新幾何實體287
11.8.6 創(chuàng)建局部坐標系與網格劃分289
11.8.7 定義壓力邊界條件291
11.8.8 定義位移邊界條件292
11.8.9 定義材料本構關系293
11.8.10 定義單元屬性294
11.8.11 提交分析作業(yè)295
11.8.12 結果后處理295
第12章 屈曲分析299
12.1 屈曲分析的步驟299
12.2 薄壁圓筒屈曲分析299
12.2.1 創(chuàng)建一個數據文件299
12.2.2 創(chuàng)建幾何模型300
12.2.3 劃分有限元網格300
12.2.4 設置邊界條件及載荷301
12.2.5 定義材料屬性302
12.2.6 定義單元屬性302
12.2.7 進行分析302
12.2.8 查看分析結果303
12.3 板屈曲分析實例305
12.3.1 創(chuàng)建數據庫模型305
12.3.2 創(chuàng)建幾何與網格模型305
12.3.3 定義材料本構關系305
12.3.4 定義單元屬性307
12.3.5 定義位移邊界條件308
12.3.6 定義載荷邊界條件309
12.3.7 提交分析作業(yè)310
12.3.8 結果后處理310
第13章 模態(tài)分析313
13.1 模態(tài)分析及其步驟313
13.2 翼板的模態(tài)分析313
13.2.1 建立模型的文件名314
13.2.2 建立模型314
13.2.3 劃分有限元網格315
13.2.4 設置邊界條件315
13.2.5 定義材料屬性316
13.2.6 定義單元屬性316
13.2.7 進行分析316
13.2.8 查看分析結果316
13.3 有預應力豎板的模態(tài)分析317
13.3.1 創(chuàng)建一個數據文件317