Msc Nastran 2012是一款非常好用且功能強大的適用于航空航天領(lǐng)域的有限元分析求解器，小編提供的這個nastran2012版擁有操作簡單、運行穩(wěn)定的特點，可以適用于復合材料分析、非線性分析、結(jié)構(gòu)分析等多種領(lǐng)域，擁有正則模態(tài)分析、復特征值分析、隨機振動分析以及響應(yīng)譜分析等多種功能，需要此款工具的朋友們可以前來下載使用。

正則模態(tài)分析

用于求解結(jié)構(gòu)的自然頻率和相應(yīng)的振動模態(tài),計算廣義質(zhì)量, 正則化模態(tài)節(jié)點位移,約束力和 正則化的單元力及應(yīng)力, 并可同時考慮剛體模態(tài)。 具體包括:

a). 線性模態(tài)分析又稱實特征值分析。 實特征值縮減法包括: Lanczos法、 增強逆迭代法、 Givens法、 改進 Givens法、 Householder法、 并可進行Givens和改進Givens法自動選擇、帶Sturm 序列檢查的逆迭代法, 所有的特征值解法均適用于無約束模型。

b). 考慮拉伸剛化效應(yīng)的非線性特征模態(tài)分析, 或稱預應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)分析。

復特征值分析

復特征值分析主要用于求解具有阻尼效應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征值和振型, 分析過程與實特征值分析 類似。 此外NASTRAN的復特征值計算還可考慮阻尼、 質(zhì)量及剛度矩陣的非對稱性。 復特征值抽 取方法包括直接復特征值抽取和模態(tài)復特征值抽取兩種:

a). 直接復特征值分析

通過復特征值抽取可求得含有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼的結(jié)構(gòu)自然頻率和模態(tài),給出正則化的 復特征矢量和節(jié)點的約束力, 及復單元內(nèi)力和單元應(yīng)力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、 新Hossenbery、 逆迭代法、 復Lanczos法,適用于集中質(zhì)量和分布質(zhì)量、 對稱與反對稱結(jié)構(gòu),并可利用DMAP工具檢查與測試分析的相關(guān)性。

MSC.NASTRAN V70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了進一步提高, 尤其是在求解百個以上的特征值時, 速度較以往提高了30%。

b). 模態(tài)復特征值分析

此分析與直接復特征值分析有相同的功能。 本分析先忽略阻尼進行實特征值分析, 得到模態(tài) 向量。 然后采用廣義模態(tài)坐標,求出廣義質(zhì)量矩陣和廣義剛度矩陣, 再計算出廣義阻尼矩陣, 形成 模態(tài)坐標下的結(jié)構(gòu)控制方程, 求出復特征值。 模態(tài)復特征值分析得到輸出類型與用直接復特征值 分析的得到輸出類型相同。

瞬態(tài)響應(yīng)分析(時間-歷程分析)

瞬態(tài)響應(yīng)分析在時域內(nèi)計算結(jié)構(gòu)在隨時間變化的載荷作用下的動力響應(yīng)， 分為 直接瞬態(tài)響 應(yīng)分析和模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析。 兩種方法均可考慮剛體位移作用。

(a). 直接瞬態(tài)響應(yīng)分析

該分析給出一個結(jié)構(gòu)對隨時間變化的載荷的響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以同時具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼。 該分析在節(jié)點自由度上直接形成耦合的微分方程并對這些方程進行數(shù)值積分,直接瞬態(tài)響應(yīng)分 析求出隨時間變化的位移、 速度、 加速度和約束力以及單元應(yīng)力。

(b). 模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析

在此分析中, 直接瞬態(tài)響應(yīng)問題用上面所述的模態(tài)分析進行相同的變換, 對問題的規(guī)模進行 壓縮。 再對壓縮了的方程進行數(shù)值積分從而得出與用直接瞬態(tài)響應(yīng)分析類型相同的輸出結(jié)果。

隨機振動分析

該分析考慮結(jié)構(gòu)在某種統(tǒng)計規(guī)律分布的載荷作用下的隨機響應(yīng)。對于例如地震波,海洋波,飛 機或超過層建筑物的氣壓波動, 以及火箭和噴氣發(fā)動機的噪音激勵, 通常人們只能得到按概率分 布的函數(shù), 如功率譜密度(PSD)函數(shù), 激勵的大小在任何時刻都不能明確給出, 在這種載荷作用下 結(jié)構(gòu)的響應(yīng)就需要用隨機振動分析來計算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。MSC.NASTRAN中的PSD可輸入自身或交叉譜密度, 分別表示單個或多個時間歷程的交叉作用的頻譜特性。計算出響應(yīng)功率譜密度、自相關(guān) 函數(shù)及響應(yīng)的RMS值等。 計算過程中,MSC.NASTRAN不僅可以象其它有限元分析那樣利用已知 譜, 而且還可自行生成用戶所需的譜。

響應(yīng)譜分析

響應(yīng)譜分析(有時稱為沖擊譜分析)提供了一個有別于瞬態(tài)響應(yīng)的分析功能,在分析中結(jié)構(gòu)的 激勵用各個小的分量來表示, 結(jié)構(gòu)對于這些分量的響應(yīng)則是這個結(jié)構(gòu)每個模態(tài)的最大響應(yīng)的組合。

頻率響應(yīng)分析

頻率響應(yīng)分析主要用于計算結(jié)構(gòu)在周期振蕩載荷作用下對每一個計算頻率的動響應(yīng)。計算結(jié) 果分實部和虛部兩部分。 實部代表響應(yīng)的幅度, 虛部代表響應(yīng)的相角。

(a).直接頻率響應(yīng)分析

直接頻率響應(yīng)通過求解整個模型的阻尼耦合方程, 得出各頻率對于外載荷的響應(yīng)。 該類分析 在頻域中主要求解二類問題。 第一類問題是求結(jié)構(gòu)在一個穩(wěn)定的周期性正弦外力譜的作用下的 響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼, 分析得到復位移、 速度、 加速度、 約束力、 單元力和單元應(yīng)力。 這些量可以進行正則化以獲得傳遞函數(shù)。

第二類問題是求解結(jié)構(gòu)在一個穩(wěn)態(tài)隨機載荷作用下的響應(yīng)。 此載荷由它的互功率譜密度所 定義。 而結(jié)構(gòu)載荷由上面所提到的傳遞函數(shù)來表征。 分析得出位移。加速度。 約束力或單元應(yīng)力的自相關(guān)系數(shù)。 該分析也對自功率譜進行積分而獲得響應(yīng)的均方根值。

(b) 模態(tài)頻率響應(yīng)

模態(tài)頻率響應(yīng)分析和隨機響應(yīng)分析在頻域中解決的二類問題與直接頻率響應(yīng)分析解決相同 的問題。 結(jié)構(gòu)矩陣用忽咯阻尼的實特征值分析進行了壓縮, 然后用模態(tài)坐標建立廣義剛度和質(zhì)量 矩陣。 該分析的輸出類型與直接頻率響應(yīng)分析得到的輸出類型相同。

MSC.NASTRAN V70.5版中增加了模態(tài)擴張法(殘余矢量法)來估算高階模態(tài)的作用,以確保參加計算的頻率數(shù)足以使模態(tài)法的響應(yīng)分析的計算精度顯著提高。同時在V70.5版中還采用了新的矩陣乘法運算方法, 使模態(tài)法的頻率響應(yīng)分析計算速度比以往提高50%。

4.8 聲學分析

MSC.NASTRAN中提供了完全的流體-結(jié)構(gòu)耦合分析功能。 這一理論主要應(yīng)用在聲學及噪音 控制領(lǐng)域, 例如車輛或飛機客艙的內(nèi)噪音的預測分析。 進一步內(nèi)容見后"流-固耦合分析"一節(jié)中 的相關(guān)部分。

1、首先確保計算機是管理員賬戶

2、新建環(huán)境變量:

計算機右鍵屬性--高級系統(tǒng)設(shè)置--環(huán)境變量---用戶變量-新建-變量名

“LM_LICENSE_FILE”變量值“1700@計算機名”,比如我的計算機名是"gavdgka",

變量名就是"1700@gavdgka".計算機名可以從右鍵我的電腦屬性或控制面板所有控制面板項系統(tǒng) 中查到。

3、確保計算機打開了1700端口。由于之后的license獲取需要用到1700端口,而win7系統(tǒng)自帶的防火墻默認是關(guān)閉1700端口的,則需設(shè)置防火墻規(guī)則或干脆關(guān)閉系統(tǒng)自帶的防火墻。

4、禁掉除了有線網(wǎng)卡以外的所有網(wǎng)卡和連接,尤其注意安裝時禁掉無線網(wǎng)卡的連接。因為若不這樣,生成license.dat時就會生成包含錯誤信息的license,在控制面板網(wǎng)絡(luò)和 Internet網(wǎng)絡(luò)連接 中找到有限網(wǎng)卡的連接,其外全部要禁掉。

5、生成license

管理員身份運行MSC_Calc.exe(即筆者的MSC_Calc_20120701.exe), 會在當前目錄下生成一個license.dat文件。這個文件備用。

6、安裝licensing。

管理員身份運行MSC.Licensing_11.6_windows.exe,選擇licensing 安裝,……當被問及選擇一個license文件的時候點取上步的生成的license.dat文件, 繼續(xù)直到完成

7、 確認license是否可用以及“服務(wù)”是否打開。從開始菜單中找到剛才安裝的msc.software的 msc.licensing中的flexlm,打開,點取config services標簽,把最下面的 qstart server at power up 和use services點上勾,再點取save services.點取start/stop/reread標簽,start server. 查看最下面的是否“successful”或者“be running”.如果沒有成功不能繼續(xù),

安裝Nastran

8、首先要安裝Nastran。用虛擬光驅(qū)加載Nastran的鏡像(MSC.MD.NASTRAN.2012.iso),運行setup.exe,選擇安裝Nastran。

9、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

10、當遇到要選擇license文件的時候直接輸入“1700@計算機名”點下一步就可以了。

11、當遇到選擇dictionary時,即是選擇Nastran臨時數(shù)據(jù)交換目錄(按照一般習慣,定義路徑為:d:\SCRATCH)

安裝Patran

12、用虛擬光驅(qū)加載patran的鏡像(MSC.PATRAN.V2012-MAGNITUDE-DISK1.iso),運行setup.exe,安裝產(chǎn)品中選擇Patran 2012 和patran2012 for MD Nastran。

13、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

14、當遇到要選擇license文件的時候直接輸入“1700@計算機名”點下一步就可以了。

15、當遇到選定運行環(huán)境(分析后f06文件的保存位置)時,可任意選定。如D:\Temp

關(guān)聯(lián)PATRAN 與NASTRAN

16、安裝完P(guān)atran后,一般程序會提示打開P3_TRANS.INI。所做的工作就是對此進行修改,如果程序沒有打開,可以在Patran安裝目錄下找到它,如D:\MSC.Software\Patran\2012

17、對P3_TRANS.INI修改。用記事本打開P3_TRANS.INI,

18、將其中的Alocalcommand2012=c:\MSC.Software\MSC.Nastran\bin\nastran.exe

Acommand2012=c:\MSC.Software\MSC.Nastran\bin\nastran.exe

改為

把這兩個路徑統(tǒng)統(tǒng)改為"Nastran的安裝路徑”\bin\mdnast20121w.exe,如筆者的是D:\MSC.Software\MD_Nastran\20121\bin\mdnast20121w.exe

19、2012即是所安裝的版本號,mdnast20121w.exe是要關(guān)聯(lián)的文件。

20、修改的目的就是要保證所關(guān)聯(lián)文件存在,所以最好先在Nastran安裝目錄下找到mdnast20121w.exe(2010版是mdnast2010w.exe ),然后復制它的位置,從而確保路徑的有效。