NASTRAN结构有限元分析实例PPT格式课件下载.ppt

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输入或建立几何模型使用MSC.Patran可输入或建立几何模型从以下CAD系统输入几何模型：

CATIAPro/EUgCADDS5EUCLID3用以下通用格式输入几何模型：

STEPParasolidxmtIGES用MSC.Patran建立几何模型11/4/20228步骤2：

输入或建立几何模型由由CATIA直接导入直接导入路径为模型文件所在位置单击此图标11/4/20229步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模创建无孔平面输入四个顶点坐标11/4/202210步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）对平面开孔输入孔的半径确定圆心位置选择平面11/4/202211步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）创建此直线输入起点终点坐标对平面分割11/4/202212步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）创建此直线输入起点终点坐标对平面分割11/4/202213步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）选择此平面选择此直线用新建的两条直线对平面进行分割11/4/202214步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）删除原始平面11/4/202215步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）选择右侧平面选择此直线用新建的两条直线对平面进行分割11/4/202216步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）删除原始平面11/4/202217步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）删除多余线与平面只保留1/4平面输入要删除的线与面或者在图上选择11/4/202218步骤2：

输入或建立几何模型由Patran直接建模（续）11/4/202219步骤3：

划分有限元网格-布置seed由于孔边存在应力集中现象，故孔边单元需要加密，通过布置种子来实现设置种子个数选择此边11/4/202220步骤3：

划分有限元网格-划分单元采用四边形等参单元单元平均尺寸为3选择此平面11/4/202221步骤3：

划分有限元网格（续）11/4/202222步骤4：

施加边界条件表示X，Z方向平动被固定，Y方向平动位移任意11/4/202223步骤4：

施加边界条件（续）选择左边界11/4/202224步骤4：

施加边界条件（续）表示Y，Z方向平动被固定，X方向平动位移任意11/4/202225步骤4：

施加边界条件（续）选择下边界11/4/202226步骤4：

施加边界条件（续）左边界显示约束为13456，除了第二自由度（Y方向）都施加了约束，以消除刚体位移，下边界同理11/4/202227步骤5：

施加载荷条件11/4/202228Note=arethreecomponentsoftheforcevectorinlocalcoordinatesystem.1234Forexample,thelocalxaxisofside2-3isalongdirection2-3andthelocalxaxisofside1-4isalongthedirection4-1.sincezaxisisalreadydefined,thusyouknowthelocalyaxis.11/4/202229步骤5：

施加载荷条件（续）选择右边界11/4/202230步骤5：

施加载荷条件（续）u若将载荷加在几何上，软件会自动将其换算到节点上11/4/202231步骤6：

创建材料性能u注意单位的封闭性mm,MPa,N是一组封闭的单位11/4/202232步骤7：

创建单元性能11/4/202233步骤7：

创建单元性能（续）选择此平面11/4/202234Runningthejob（Takeafewseconds,minutesorhours,dependingonthejobsize,typeofthejobandthecomputeryouusedtorunthejob）（求解）11/4/202235步骤8：

提交分析将模型提交MSC.Nastran进行线性静力分析11/4/202236Post-processing（后处理）11/4/202237步骤9：

结果导入automatically11/4/202238步骤10：

结果显示-变形图11/4/202239步骤10：

结果显示-X方向应力云图11/4/202240步骤10：

结果显示-Y方向应力云图11/4/202241步骤10：

结果显示-最大主应力云图11/4/202242步骤10：

结果显示-最大主应力云图2D11/4/202243步骤10：

结果显示-最小主应力云图11/4/202244步骤10：

结果显示-最小主应力云图2D11/4/202245Note:

thedifferencebetweenMaxPrincipal2D-MaxPrincipalMinPrincipal2D-MinPrincipalForexample,inplanestress,oneprincipalstressiszero.InMaxPrincipal2D,thisstressisnotconsidered.Thusthefringeplotsaredifferentsincethestressstateisdifferentatdifferentpoint.Intheexamplegiven,theplotsare2Dprincipalstresses.11/4/202246Theresultsofstressesarenotveryaccurate.Themeshcanbeimprovedfurther.11/4/202247如何增加椭圆孔11/4/202248如何增加椭圆孔创建无孔平面输入四个顶点坐标11/4/202249如何增加椭圆孔（续）输入半径输入圆心创建圆曲线11/4/202250如何增加椭圆孔（续）拉伸原点将圆变换为椭圆拉伸向量删除原曲线操作对象为圆曲线11/4/202251如何增加椭圆孔（续）删除原始曲线11/4/202252如何增加椭圆孔（续）选择平面选择椭圆分割平面11/4/202253删除原始平面如何增加椭圆孔（续）11/4/202254如何增加椭圆孔（续）删除椭圆面11/4/202255如何增加椭圆孔（续）11/4/202256非均布分布载荷的施加（field）首先建立一空间场建立载荷边界条件仍仍取取1/4模模型型分分析析11/4/202257PCL函数设Field的建立场的名称向量场实际坐标系注意自变量写法11/4/202258Field的显示设定自变量取值范围选择要显示的分量11/4/202259Field的显示（续）11/4/202260施加载荷条件单击场即可选择右边界选择选择右边右边界即界即可可11/4/202261施加载荷条件（续）11/4/202262桁架分析（Example4.5）xy为简化计算，设参数如下：

则1点的位移理论解为：

11/4/202263几何建模-创建如图所示五个点点1点2点3点4点511/4/202264几何建模-创建如图所示五个点11/4/202265几何建模-创建四条直线直线1直线2直线3直线411/4/202266几何建模-创建四条直线11/4/202267网格划分-布置种子（seed）每根杆布置一个种子选择这四条直线11/4/202268网格划分-划分单元选择这四条直线11/4/202269网格划分-消除重复接点左下角信息提示栏中显示有3个节点被删除11/4/202270施加边界条件11/4/202271施加边界条件（续）11/4/202272施加边界条件-1点位移边界的建立建立局部坐标系首先建立两个点（X轴上一点，Y轴上一点）点6点711/4/202273施加边界条件-1点位移边界的建立建立局部坐标系选择局部坐标系的原点，X轴上点以及Y轴上点11/4/202274施加边界条件-1点位移边界的建立选择刚建立的局部坐标系固定其X向位移，Y向自由选择点111/4/202275施加边界条件11/4/202276施加载荷条件选择点111/4/202277施加载荷条件11/4/202278显示节点的分析坐标系因为节点1在定义边界条件时的分析坐标系为局部坐标系，而节点1所显示的分析坐标系为整体坐标系，故需要修改11/4/202279修改节点的分析坐标系11/4/202280创建材料性能u注意单位的封闭性mm,MPa,N是一组封闭的单位11/4/202281创建单元性能11/4/202282创建单元性能11/4/202283提交分析将模型提交MSC.Nastran进行线性静力分析11/4/202284结果导入automatically11/4/202285结果显示11/4/202286结果显示11/4/202287因为点1的分析坐标系为局部坐标系，故其结果也是显示在局部坐标系中（default）,也就是说Patran默认将结果显示在各自各自的分析坐标系中结果分析11/4/202288结果显示-修改显示坐标系11/4/202289结果显示与理论结果一致11/4/202290结果显示与理论结果一致11/4/202291结果显示与理论结果一致11/4/202292Patran的结果文件为的结果文件为*.f06Patran的有限元数据文件为的有限元数据文件为*.bdfNotePatran最常见的错误为约束不足，即存在刚体位移最常见的错误为约束不足，即存在刚体位移查看查看f06文件，文件，提示信息如下提示信息如下原因原因1：

位移边界设置错误，如角位移未限制：

位移边界设置错误，如角位移未限制原因原因2：

未消除重复节点：

未消除重复节点11/4/202293网格划分的基本知识

（1）几何清理是得到高质量网格的关键，通常也是有限元分析（FEA）中花费时间最多的工作。

而网格质量往往对结果的准确性产生较大的影响。

有条理地进行几何清理能够节省大量时间并得到可靠的结果。

零件的尖角、倒角、圆角、阶梯、隆起，对于制造是必要的，但分析中可以忽略但若此几何特征是结构重点关心区域，则不可忽略11/4/202294网格划分的基本知识

（2）SuppressingedgesRemovingfixedpointsAddingfixedpointsReplacingfixedpointsAfterBefore11/4/202295网格划分的基本知识（3）检查单元质量的准则（Hypermesh）11/4/202296