Patran入门培训教程.ppt

1、MSC.Patran先进CAE前后处理器,公认CAE标准,第一章 MSC.Patran综述,MSC.Patran及其特点 MSC.Patran是MSC公司开发的有限元前后处理系统 开放工程分析框架结构,对CAD软件开放 对FEM软件的开放 对材料信息系统的开放,强大的布尔计算、实体建模、抽取中面、几何编辑功能 强有力的网格生成功能 逼真的结果可视化功能 开放的软件开发环境,Patran提供编程语言PCL语言，是用户进行专 用软件二次开发的工具,2.MSC.Patran分析一般流程,建几何模型 直接在Patran中建立 读入CAD软件输出模型 CAD软件接口：CATIA,Pro/Engineer

2、,CADDS5,Euclid,UG,AutoCAD,SolidWorks,SolidEdge 数据交换格式：IGES,STEP203,STEP209 相同CAD软件建模核心：Parasolid,ACIS 读入CAD软件输出模型进行修改,选分析程序 分析程序共性：几何、网格划分、网格检查 个性：材料本构、单元类型、分析过程 MSC.Patran支持的分析程序 MSC.Nastran Abaqus MSC.Dytran ANSYS MSC.Marc Pamcrash MSC.Fatigue Fluent MSC.Advanced_FEA StarCD MSC.Patran FEA MSC.Patr

3、an Thermal.,建分析模型 网格划分 创建材料 确定单元特性 施加约束及载荷,递交分析 设置分析类型 设置求解参数 分析参数（计算控制、结果输出等）工况 提交,评价分析结果 读入分析结果 分析结果后处理 通过Results,Insight,XY-Plot进行后处理,Patran界面与分析流程关系,3.MSC.Patran用户界面风格,Patran界面组成,Patran界面由Main Form，Viewport 和Application Widget 组成,Main Form,Menu Bar 包括File,Group,Viewport,Viewing,Display,Preferenc

4、e,Tools,Insight Control和Utilities(缺省不出现）只影响全局性环境或共用操作，如视角，色彩，个人偏爱等 与求解器及分析步骤无关 Application 由Geometry,Finite Element,Load/BCs,Materials,Properties,Fields,Load Cases,Analysis,Results,Insight和 X-Y Plot按钮组成 每个按钮，对应分析过程一部分 按下任一个，右边出现相应Application Widget,Tool Bar（快捷访问图符菜单）用户自定制的快捷图符菜单 History Box（历史窗口）显示操

5、作PATRAN每一步过程。Command Line（命令行）命令行输入。System Icon,Patran在线帮助文档资料,刷新屏幕,调整窗口在屏幕上可见性,显示设置复位,Undo,取消上一次操作(仅一次）,终止操作,PATRAN运行状态绿色 表等待用户输入蓝色表Patran正运行,可用 终止红色 表Patran正运行,用 无效,Application Widget,典型的Application Widget风格,按钮功能,Action:动作,Object:对象,Method(Type):方式,Apply(Cancel):点Apply后，才从Form中读数 据，否则输入数据无效；,常用Mot

6、if工具,Select Databox 数据选择框Toggle button 二相开关Push button 按钮Data Selection 数据选择Slide bar 滚动杆 Pull down or option menu 下拉菜单,4.数据输入,鼠标屏幕上拾取,作用：选一个对象方法：光标移到对象上，点左键,作用：追加选择方法：按住shift键，点动鼠标左键。,+拖动,作用：矩形框选择方法：按鼠标左键，拖动出现矩形框，矩形框对象被选中,+,作用：多边形选择方法：按住ctrl键，左键点动，出现 一多边形框，再点起点，多边 形内对象被选中,作用：取消一个对象 方法：光标移到对象上，点右键,作

7、用：循环选择方法：按住shift，点右键,鼠标中键用法,按句法直接输入,几何编号,有限元编号,直接输入点坐标值,方括号表坐标点如：0，25，-3.2 或 0/25/-3.2 或 0 25-3.2 都表点（0，25，-3.2）XN28，ZP5，-64/200 表X坐标与28号结点X坐标相同，Y 坐标 与5号点Z坐标相同，Z 坐标为-0.32.,直接输入矢量 尖括号表示矢量 如：,坐标轴 二个点用大括号括起表一坐标轴 如：1，6，29，12，6，Point 2 9 12 6 Point 2 X12 Y12 6,通判符 使用,#：最大编号 s,p：曲面 n：结点 c,l：曲线 t：thru pt,g

8、：几何点el：单元 如：s1:#表1号到最高ID号的全部曲面；n52T200表52到200号结点,变量使用,指定变量类型 赋予常数 在Select databox中输变量名,如：real radius radius=5.0 radius,0.0.0,Select Menu,Select Menu 是选择过滤器当点某Select databox数据输入区后，相应Select Menu会自动弹出如选点，弹出Point Select Menu,选线，弹出Curve Select Menu，选面，弹出 Surface Select Menu 选体，弹出 Solid Select Menu等,典型点选择

9、菜单,任何点 几何点 结点二线交点线上一点面上顶点点面交点面上任意拾取一点输入点坐标或在屏幕上任意点,5.PATRAN有关的文件,6.在线帮助,7.联系地址,MSC公司的WWW地址：http:/MSC公司中国的WWW地址：http:/MSC公司北京办事处 电话：(010)68313002 68330108 传真：(010)68354962MSC公司成都办事处 电 话:(028)6199275 传 真：6199276,第二章 几何建模(Geometry),1.Geometry概述,Patran几何建模目的,有限元网格划分材料、单元特性定义边界条件、载荷施加,一般的流程,从CAD读入，不作任何处理

10、从CAD读入，在Patran中几何编辑直接在Patran中创建,!几何建模不是Patran目的,几何分类及描述,任何几何在Patran中都由Point、Curve、Surface、Solid构成,点 0 维几何，用X,Y,Z三坐标描述，缺省蓝绿色（cyan）,曲线 Patran中分为：简单曲线（ASM Curve）和复杂曲线（Chained Curve）,简单曲线：由两端点P1，P2及参数坐标(01)描述。缺省黄色(Yellow)=0 起点参数，=1 终点参数,复杂曲线:多条简单曲线合并而成，可封闭，可不封闭，显示为紫红色,曲面,Patran中分为：简单或参数曲面(Parametric Sur

11、face 或simple Surface)复杂曲面(General Surface 或Trimmed Surface),简单曲面:3边或4边的空间曲面 可用P1,P2,P3,P4四顶点坐标及1、2二参数坐标描述 可增加显示线(display line)显示曲面内部曲率变化 显示为绿色(Green),简单曲面可以用IsoMesh(mapped)或Paver划分器划分网格,复杂曲面：任意形状封闭外边界和任意多任意形状封闭内边界 一般内外封闭曲线都是复杂曲线 任何曲面都可用复杂曲面表示 超过4条边的曲面一定为复杂曲面 显示为洋红色(Magenda),复杂曲面只能用Paver划分器划分网格,实体,Pa

12、tran中分为：简单实体（Parametric Solid)B-rep实体(Boundary representation Solid）,简单实体：只能是四面体,五面体或六面体 可用P1P8八个顶点 可用1,2,3三参数表示 显示为蓝色（Blue）,简单实体可用IsoMesh(mapped)网格划分器将实体划分为六面体、五面体单元；也可以Tet网格划分器将实体划分为四面体单元,B-rep 实体：由边界面描述的实体，可表任何实体 CAD软件读入的模型，都属B-rep实体 显示为白色（White）,B-rep实体只能以Tet网格划分器将实体划分为四面体单元,平面、向量,平面：由面内的点和法向定义,

13、向量：由大小、方向、原点定义,用途：建立几何,几何拓扑描述,体(Body)由面(Face)构成Face由边(Edge)构成边由顶点(Vertex)构成,上级拓扑存在，其子拓扑已存在,2.读入几何模型,(1)File=Import(2)选source(3)指定Import File(4)指定输入选项(4)点Apply,步骤：,（6）CAD几何统计确定,直接从CAD读几何模型时产生的中性文本文件 MSC/ARIES几何模型通过该格式访问,IGES标准可读入，也可输出几何,bdf 文件,Nastran标准输入文件，也可在Menu Bar中Analysis输入,可合并Patran数据库,自动处理重复名

14、称、编号可进行参数设置,SolidWork几何可读入,Patran读入文件类型,在Patran读模型时,隐去(Suppress)分析中不必要的CAD细节,3.创建、编辑几何,Create(创建)Delete(删除)Edit(编辑)Show(显示)Transform(变换)Verify(检验)Associate(相关)Disassociate(删相关)Renumber(重编号),Point(点)Curve(线)Surface(曲面)Solid(体)Coord(坐标系)Plane(平面)Vector(矢量),点(Point),建立点(Create/Point),显示点(Show/Point),Tr

15、ansform/Point(变换点),硬点、硬线（Associate/Disassociate),硬点:指网格划分中必须为有限元结点的几何点,硬线:指网格划分时必须处在有限单元边界上的几何线,作用：(1)处理不同模型间连接(2)施加边界条件(3)定义物理特性,操作:Associate 将Point定义为Surface或 Curve的硬点 将Curve定义为Surface的硬线 Disassociate 将定义的硬点、硬线还原成一般的点或线,示例,注：网格划分中,仅Paver划分器能识别硬点、硬线,线(Curve),线的Select Menu,线产生方法,Edit/Curve,示例,Show/C

16、urve,示例,面(Surface),面的Select Menu,面产生法,示例,Edit/Surface,示例,体(Solid),示例,坐标系(Coord),坐标系类型,三坐标分量均用1，2，3表示,坐标系建立,示例,平面(Plane),平面select Menu,平面建立,示例,矢量(Vector),矢量select Menu,矢量建立,示例,4.简单几何与复杂几何,二种几何间相互转换，是完成高质量网格划分关键,两种几何间变化命令,简单曲面复杂曲面，复杂曲面新复杂曲面 Create/Surface/Trimmed Create/Surface/Composit,复杂曲面简单曲面 Edit/Surface/Disassemble Create/Surface/Decompose 复杂曲面边界产生简单曲面,简单实体B-rep Solid Create/Solid/B-rep,B-rep Solid简单体 Edit/Solid/disassemble Edit/Solid/Break(By plane)Create/Solid/Decompose 直接取B-rep体的边界来创建简单体,第