Nastran(有限元分析軟件)

NX Nastran是Siemens西門子公司推出的一款專業(yè)有限元結(jié)構(gòu)分析求解器，可以創(chuàng)建復(fù)雜工程產(chǎn)品和系統(tǒng)的有限元分析模型，并顯示解決方案的結(jié)果。可訪問所有主流 CAD 系統(tǒng)的圖形數(shù)據(jù)，包括 CATIA、Pro/Engineer、NX、Solid Edge、SolidWorks以及AutoCAD 。一旦圖形導(dǎo)入，您就可以準(zhǔn)備模型進(jìn)行分析，利用圖形定位器單獨(dú)識(shí)別和顯示潛在的故障，比如裂片，然后利用圖形清理工具將它們刪除或禁用。Femap 還提供了很多創(chuàng)建和可以修改圖形的功能，這樣就在有限元模型時(shí)對(duì)模型做一些必要的變更。此版本引入了關(guān)鍵功能和更新，以提高您的生產(chǎn)力和協(xié)作性，簡(jiǎn)化幾何、網(wǎng)格、分析和后處理的設(shè)計(jì)流程。歡迎需要此款工具的朋友前來下載使用。

主要模塊及功能介紹

1、NX Nastran Basic（基本模塊）
NX Nastran基本模塊是NX Nastran的一個(gè)核心子集，包括一套 強(qiáng)健的線性靜力學(xué)、模態(tài)、屈曲分析和基本非線性等功能。其分析功能包括：
線性靜力分析（包括慣性釋放）
正則模態(tài)
屈曲分析
模型檢查
復(fù)合材料分析
傳熱
基本非線性分析
2、Optimization（優(yōu)化）
NX Nastran的優(yōu)化過程由設(shè)計(jì)靈敏度分析及優(yōu)化兩大部分組成，設(shè)計(jì)靈敏度分析用于評(píng)估設(shè)計(jì)變動(dòng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響程度。有效的優(yōu)化 算法允許在大模型中存在上百個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)化變量和響應(yīng)。設(shè)計(jì)靈敏度 和優(yōu)化分析支持的分析類型包括：
靜力分析
模態(tài)以及屈曲分析
瞬態(tài)響應(yīng)、頻率響應(yīng)
氣動(dòng)彈性和顫振分析
3、Superelements（超單元）
超單元模塊在求解超大的復(fù)雜有限元模型時(shí)具有關(guān)鍵的作用，它可將大型結(jié)構(gòu)分解為較小的同等子結(jié)構(gòu)集合，這些子結(jié)構(gòu)稱為超單元。該模塊可用于所有NX Nastran 分析功能，在大型的完整系統(tǒng)分析中特別高效，例如整架飛機(jī)、車輛或者輪船；同時(shí)該模塊可執(zhí)行增量或者部分裝配求解，大大提高了運(yùn)算效率。
4、Dynamic Response（動(dòng)力響應(yīng)）
動(dòng)力響應(yīng)模塊可在時(shí)間和頻率領(lǐng)域內(nèi)評(píng)價(jià)產(chǎn)品性能。結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析是Nastran的最強(qiáng)項(xiàng)之一,方法有直接積分法和模態(tài)法，可考慮各種阻尼 (如結(jié)構(gòu)阻尼、材料阻尼和模態(tài)阻尼)效應(yīng)的作用。主要分析類型有：
頻率響應(yīng)分析
瞬態(tài)響應(yīng)分析
隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)分析
沖擊譜響應(yīng)分析
5、Aeroelasticity（氣彈分析）
氣彈分析模塊可預(yù)測(cè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能在風(fēng)場(chǎng)中的動(dòng)力穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài) 響應(yīng)，氣動(dòng)彈性問題涉及氣動(dòng)、慣性及結(jié)構(gòu)力間的相互作用，可以進(jìn)行飛機(jī)、導(dǎo)彈、懸索橋、電視發(fā)射塔甚至煙囪和高壓線的氣動(dòng)彈性分析和設(shè)計(jì)。氣動(dòng)彈性分析功能主要包括：
靜態(tài)及動(dòng)態(tài)氣彈響應(yīng)分析
結(jié)構(gòu)顫振分析
氣動(dòng)彈性設(shè)計(jì)靈敏度和優(yōu)化
亞音速和超音速分析
6、Advanced Nonlinear（高級(jí)非線性）
高級(jí)非線性模塊集成了世界最先進(jìn)的ADINA解算技術(shù)，包括 隱式求解器Sol 601和顯式求解器Sol 701，支持分析類型包括：
材料非線性，例如
  -- 墊圈(Gasket)材料、超彈性材料
  -- 粘彈性材料、彈塑性材料
幾何非線性，接觸問題，例如面接觸、自接觸等
7、Rotor Dynamics（轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析）
轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析主要解決旋轉(zhuǎn)機(jī)械的動(dòng)力設(shè)計(jì)，振動(dòng)分析，故障診 斷等問題。它的主要任務(wù)是：預(yù)計(jì)臨界轉(zhuǎn)速，預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)子不平衡引起的同 步振動(dòng)響應(yīng)，預(yù)計(jì)開始失穩(wěn)的門坎轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)子在加速或減速過程中的 瞬態(tài)響應(yīng)。NX Nastran轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)是基于SOL110(復(fù)模態(tài))實(shí)現(xiàn)的，支 持非對(duì)稱轉(zhuǎn)子分析,可以分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)、離心機(jī)、汽輪機(jī)、渦輪機(jī)和泵等旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的陀螺力矩和動(dòng)力學(xué)特性。
8、DMAP
DMAP (直接矩陣提取程序)是NX Nastran高效的二次開發(fā)語言，已有30多年歷史。DMAP主要功能包括：
幫助用戶改變或直接產(chǎn)生新的求解序列,實(shí)現(xiàn)矩陣的合并、分離、增加、刪除， 或?qū)⒕仃囕敵龅接邢拊筇幚怼?機(jī)構(gòu)分析以及測(cè)試相關(guān)性等一些外部程序中。
用戶可利用DMAP編寫用戶化程序,操作數(shù)據(jù)庫(kù)流程。
9、Enhanced Parallel Processing（增強(qiáng)的并行計(jì)算性能）
NX Nastran包含強(qiáng)大的并行計(jì)算求解功能，大大提高了在求解超大模型時(shí)的效率。NX Nastran不僅支持共享內(nèi)存式單機(jī)多CPU并行SMP；同時(shí)也支持分布式多機(jī)多CPU并行DMP，可用于工作站集群，尤其特別地，其獨(dú)特的HDMP支 持模型同時(shí)按幾何和頻率范圍進(jìn)行分割，極大地提高計(jì)算效率。
10、TMG Thermal（TMG熱分析）
TMG Thermal包含了解決大多數(shù)通用工程問題所需的靜態(tài)和瞬態(tài)熱力 分析功能，包括傳導(dǎo)、對(duì)流、輻射和相位變化的建模與分析。TMG Thermal 提供了一套完整的熱力邊界條件和求解程序控制，以及一套供裝配件使用的功能強(qiáng)大的熱力建模工具。
11、TMG Advanced Thermal（TMG高級(jí)熱分析）
TMG Advanced Thermal中增加了許多高級(jí)熱力和流體流動(dòng)分析功能，包括管流分析建模、強(qiáng)迫對(duì)流分析。此外，它還提供廣泛的高級(jí)工具，用于分析高級(jí)輻射和航天器模 型，模擬包含太陽和行星的環(huán)境熱、軌道、鏡面反射和光影追蹤與鉸接的相對(duì)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)等。它同樣支持高級(jí)求解特征，如用戶編寫的子程序、模型簡(jiǎn)化、子結(jié)構(gòu)以及 與其他工業(yè)軟件的接口。
12、TMG Flow（TMG流分析）
TMG Flow提供一套綜合的三維計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）解決方案。TMG Flow使用高效的基于單元的有限體積法求解程序，計(jì)算靜態(tài)和瞬態(tài) 應(yīng)用中的三維流體速度、溫度和壓力。當(dāng)它與TMG Thermal組合使用時(shí)，可以解決范圍廣泛的多種物理問題，這些問題涉及流體流動(dòng)和熱傳導(dǎo)，低速與高速的可壓縮或不可壓流動(dòng)等。
13、Femap－超強(qiáng)的Nastran前后處理器
 Femap作為高性價(jià)比的高端有限元前后處理器，從1985年開發(fā)至今，已經(jīng)有20多年的歷史。其前后處理能力強(qiáng)大，主要特點(diǎn)包括：
Femap基于Windows界面風(fēng)格，易學(xué)易用且功能強(qiáng)大。
·以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Parasolid為基礎(chǔ)，支持目前的主流CAD，如CATIA、UG、Pro/Engineer、Solid Edge以及Solidworks等軟件輸出文件。
·對(duì)20多種CAE求解器提供深層次和高質(zhì)量的支持，包括NX Nastran、MSC.Nastran、MD Nastran、ANSYS、ABAQUS、TMG以及LS-DYNA等。
·客戶化定制功能強(qiáng)大。功能全面、面向?qū)ο?、基于OLE/COM的編程API，完全集成的Visual Basic開發(fā)環(huán)境
·高級(jí)后處理工具支持動(dòng)態(tài)切削平面、動(dòng)態(tài)等勢(shì)面、節(jié)點(diǎn)力、流線等。
14、Other New Features(其他新功能)
NX Nastran還提供了一些其他新功能，舉例如下：
膠合功能可輕松實(shí)現(xiàn)非協(xié)調(diào)網(wǎng)格的連接并適用于所有的分析類型；
面面接觸功能可解決線性靜態(tài)分析中的接觸問題；
運(yùn)用預(yù)緊力螺栓可實(shí)現(xiàn)帶螺栓預(yù)載荷的裝配體模態(tài)和應(yīng)力分析；
新迭代算法可快速提高以體單元為主的大型模型的求解速度。

熱分析教程

1.建立模型,進(jìn)入高級(jí)方針模塊
注意：選擇Themal求解器

2.劃分網(wǎng)格,賦給材料Aluminum 2014

3.施加熱邊界條件
點(diǎn)Thermal Constraints

4.底面加80C，左上面加50C

5.設(shè)置對(duì)流參數(shù)
設(shè)置周圍溫度為20C.
對(duì)流系數(shù)為0.001
選擇上表面

6.求解。
顯示結(jié)果，節(jié)點(diǎn)溫度如圖所示

軟件特色

預(yù)測(cè)產(chǎn)品性能和可靠性，并改進(jìn)。
減少勞民傷財(cái)?shù)脑椭谱骱蜏y(cè)試
評(píng)估不同的設(shè)計(jì)和供貨
優(yōu)化設(shè)計(jì)并減少庫(kù)存成本