PATRAN模态分析

模态分析和频率响应分析的目的

有限元分析类型 一、nastran中的分析种类 （1）静力分析 静力分析是工程结构设计人员使用最为频繁的分析手段，主要用来求解结构在与时间无关或时间作用效果可忽略的静力载荷（如集中载荷、分布载荷、温度载荷、强制位移、惯性载荷等）作用下的响应、得出所需的节点位移、节点力、约束反力、单元内力、单元应力、应变能等。该分析同时还提供结构的重量和重心数据。 （2）屈曲分析 屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，NX Nastran中的屈曲分析包括两类：线性屈曲分析和非线性屈曲分析。 （3）动力学分析 NX Nastran在结构动力学分析中有非常多的技术特点，具有其他有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。结构动力分析不同于静力分析，常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响，同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用。 NX Nastran的主要动力学分析功能：如特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等可简述如下： ?正则模态分析 正则模态分析用于求解结构的固有频率和相应的振动模态，计算广义质量，正则化模态节点位移，约束力和正则化的单元力及应力，并可同时考虑刚体模态。 ?复特征值分析 复特征值分析主要用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，分析过程与实特征值分析类似。此外

Nastran的复特征值计算还可考虑阻尼、质量及刚度矩阵的非对称性。 ?瞬态响应分析（时间-历程分析） 瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚体位移作用。 直接瞬态响应分析 该分析给出一个结构随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分，直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。 模态瞬态响应分析 在此分析中，直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换，对问题的规模进行压缩，再对压缩了的方程进行数值积分，从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。 ?随机振动分析 该分析考虑结构在某种统计规律分布的载荷作用下的随机响应。例如地震波，海洋波，飞机超过建筑物的气压波动，以及火箭和喷气发动机的噪音激励，通常人们只能得到按概率分布的函数，如功率谱密度（PSD）函数，激励的大小在任何时刻都不能明确给出，在这种载荷作用下结构的响应就需要用随机振动分析来计算结构的响应。NX Nastran中的PSD可输入自身或交叉谱密度，分别表示单个或多个时间历程的交叉作用的频谱特性。计算出响应功率谱密度、自相关函数及响应的RMS值等。计算过程中，NX Nastran不仅可以像其他有限元分析那样利用已知谱，而且还可自行生成用户所需的谱。 ?响应谱分析 响应谱分析（有时称为冲击谱分析）提供了一个有别于瞬态响应的分析功能，在分析中结构的激励用各个小的分量来表示，结构对于这些分量的响应则是这个结构每个模态的最大响应的组合。 ?频率响应分析 频率响应分析主要用于计算结构在周期振荡载荷作用下对每一个计算频率的动响应。计算结果分实部和虚部两部分。实部代表响应的幅度，虚部代表响应的相角。 直接频率响应分析 直接频率响应通过求解整个模型的阻尼耦合方程，得出各频率对于外载荷的响应。该类分析在频域中主要求解两类问题。第一类是求结构在一个稳定的周期性正弦外力谱的作用下的响应。结构可以具有粘性阻尼和结构阻尼，分析得到复位移、速度、加速度、约束力、单元力和单元应力。这些量可以进行正则化以获得传递函数。 第二类是求解结构在一个稳态随机载荷作用下的响应。此载荷由它的互功率谱密度定义。而结构载荷由上面所提到的传递函数来表征。分析得出位移、加速度、约束力或单元应力的自相关系数。该分析也对自功率谱进行积分而获得响应的均方根值。 模态频率响应 模态频率响应分析和随机响应分析在频域中解决的两类问题与直接频率响应分析解决相同的问题。

patran入门实例13

patran入门实例13 与空间相关的物理特性 课程13.与空间相关 的物理特性 目的： ,把表示物理特性的变量写成空间坐标的函数。 136PATRAN 301 练习手册一R7. 5 与空间相关的物理特性 模型描述： 在本练习中，将生成中间带圆孔的圆板的一部分。山于模型的对称性，只建立45?的一小块板。还将生成关于空间变量的材料特性和物理特性。

wrfitcc 2 Aluminum surfacv I Steel H ---- 2.(r?I CT十 0.20 0.10 Radial Distance?『? 表 13-1 分析代码：MSC/NASTRAN 有限元网格 单元类型：四边形单元Quod4 总体边长：0.3英寸 材料常数描述:钢(Steel)铝(Aluminum)弹性模量,E(psi): 30E6 10E6泊松比,v ： 0. 30 0. 20 24 密度,P (lb-sec/in) : 0. 0007324 0. 0002588 137PATRAN 301 练习手册一R7.3 与空间相关的物理特性 建议的练习步骤： ,产生新的数据库，并命名为Circular^Plate. db。 ,把 Tolerance 设为 Default, Analysis Code 设为

MSC/NASTRANo ,按图13-1,生成一块圆板的45?儿何体。 ,参照表13-1,生成有限元网格。 ,生成一个圆柱坐标系，原点位于,0, 0, 0, o R轴、T轴、Z轴分别与总体坐标系的X轴、Y轴、Z轴一致。 ,在圆柱坐标系下，定义一个空间变量表达式，并命名为 Thickness_spatialo它表达模型的片度变化，通过绘制XY图来 校验。 ,用表13-1的数据，生成各向同性的钢和铝的材料特性。 ,检查每种材料类型的刚度矩阵C。ijkl ,用材料类型与单元两度生成模型的单元特性。并把单元特性定义分别命名为Prop_l 和 Prop_2o ,通过显示厚度比例图，来校验单元厚度的空间变量是否与模型相一致。 练习过程： 1.产生新的数据库，并命名为Circular_Plate. dbo File/New Database New Database Name Circular_Plate. db OK 2.在 New Model Preferences 框中，把 Tolerance 设为 Default, 设为 MSC/NASTRAN, Analysis Type 分析类型设为 Analysis Code Structural 138PATRAN 301 练习手册一R7. 5 与空间相关的物理特性 New Model Preference Tolerance Default Analysis Code: MSC/NASTRAN Analysis Type:

MSC_Nastran

MSC.Nastran 介绍
全球功能最强、应用最为广泛的有限元分析软件
MSC.Software 公司自 1963 年开始从事计算机辅助工程领域 CAE 产品的开发和研究。在 1966 年，美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求， 招标开发大型有限元应用程序，MSC.Software 一举中标，负责了整个 NASTRAN 的开发过程。 经过 40 多年的发展，MSC.Nastran 已成为 MSC 倡导的虚拟产品开发(VPD)整体环境最主要的 核心产品， MSC.Nastran 与 MSC 的全系列 CAE 软件进行了有机的集成， 为用户提供功能全面、 多学科集成的 VPD 解决方案。 MSC.Nastran 是 MSC.Software 公司的旗舰产品，经过 40 余年的发展，用户从最初的航 空航天领域，逐步发展到国防、汽车、造船、机械制造、兵器、铁道、电子、石化、能源材 料工程、科研教育等各个领域，成为用户群最多、应用最为广泛的有限元分析软件。 MSC.Nastran 的开发环境通过了 ISO9001:2000 的论证， MSC.Nastran 始终作为美国联邦 航空管理局(FAA)飞行器适航证领取的唯一验证软件。在中国，MSC 的 MCAE 产品作为与压力 容器 JB4732-95 标准相适应的设计分析软件， 全面通过了全国压力容器标准化技术委员会的 严格考核认证。另外，MSC.Nastran 是中国船级社指定的船舶分析验证软件。
赛车部件分析
ISO9001:2000 论证通过证书
一．MSC.Nastran 的特色
极高的软件可靠性，经过无数工程问题的验证 独特的结构动力学分析技术 完整的非线性求解技术 高效率的大型工程问题求解能力 – ACMS 方法 针对大型问题的优化技术和设计灵敏度分析技术 高度灵活的开放式结构，功能独特的用户化开发工具 DMAP 语言 独特的空气动力弹性及颤振分析技术
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有限元分析软件MSC.NASTRAN

MSC.NASTRAN 目录 1 简介 2 MSC.Nastran的开发历史 3 MSC.NASTRAN的优势 3.1 极高的软件可靠性 3.2 优秀的软件品质 3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能 3.5 高度灵活的开放式结构 3.6 无限的解题能力 4 NASTRAN动力学分析功能 4.1 NASTRAN动力学分析简介 4.2 正则模态分析 4.3 复特征值分析 4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析 4.6 响应谱分析 4.7 频率响应分析 4.8 声学分析 5 NASTRAN的非线性分析功能 5.1 NASTRAN非线性分析简介 5.2 几何非线性分析 5.3 材料非线性分析 5.4 非线性边界(接触问题) 5.5 非线性瞬态分析 5.6 非线性单元 6 NASTRAN的热传导分析 6.1 NASTRAN热传导分析简介 6.2 线性/非线性稳态热传导分析 6.3 线性/非线性瞬态热传导分析 6.4 相变分析 6.5 热控分析 6.6 空气动力弹性及颤振分析 6.7 流-固耦合分析 6.8 多级超单元分析 6.9 高级对称分析 7 设计灵敏度及优化分析 7.1NASTRAN的拓扑优化简介 7.2 设计灵敏度分析 7.3 设计优化分析 7.4 拓扑优化分析 8 复合材料分析 9 P-单元及H、P、H-P自适应

10 NASTRAN的高级求解方法 11 NASTRAN的单元库 12 用户化开发工具DMAP语言 1 简介 2 MSC.Nastran的开发历史 3 MSC.NASTRAN的优势 3.1 极高的软件可靠性 3.2 优秀的软件品质 3.3 作为工业标准的输入/输出格式3.4 强大的软件功能 3.5 高度灵活的开放式结构 3.6 无限的解题能力 4 NASTRAN动力学分析功能 4.1 NASTRAN动力学分析简介 4.2 正则模态分析 4.3 复特征值分析 4.4 瞬态响应分析(时间-历程分析) 4.5 随机振动分析 4.6 响应谱分析 4.7 频率响应分析 4.8 声学分析 5 NASTRAN的非线性分析功能 5.1 NASTRAN非线性分析简介 5.2 几何非线性分析 5.3 材料非线性分析 5.4 非线性边界(接触问题) 5.5 非线性瞬态分析 5.6 非线性单元 6 NASTRAN的热传导分析 6.1 NASTRAN热传导分析简介 6.2 线性/非线性稳态热传导分析 6.3 线性/非线性瞬态热传导分析 6.4 相变分析 6.5 热控分析 6.6 空气动力弹性及颤振分析 6.7 流-固耦合分析 6.8 多级超单元分析 6.9 高级对称分析 7 设计灵敏度及优化分析 7.1NASTRAN的拓扑优化简介 7.2 设计灵敏度分析 7.3 设计优化分析 7.4 拓扑优化分析 8 复合材料分析

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课程 3. 连柄的几何模型 目的: ?从IGES文件中输入几何图。 ?在MSC/PATRAN(Phase I)产生几何体。

模型描述: 本练习，将产生一个由表面构成的连柄几何模型。首先，输入一个IGES文件，此文件包含一个表面和一些曲线。曲线将用来定义MSC/PATRAN 中裁剪面。 建议的练习步骤: ?生成一个新的数据库，并命名为Con_rod.db。模型近似最大 尺寸是3单位，用MSC/NASTRAN作为分析代码。 ?输入名为Con_rod.igs的IGES文件，关闭除曲线标号外的 所有实体标号。 ?把模型中所有外轮郭曲线链接在一起，成为第一个连续环。 ?把内部表面的边界线链接成第二个连续环。 ?用生成的两条环型曲线产生MSC/PATRAN中的表面，并在连柄顶 部产生一圆孔。 练习过程: 1. 产生一个新的数据库，并命名为Con_rod.db。模型近似最大尺寸是3单位，用MSC/NASTRAN作为分析代码。 File/New Database… New Database Name New Model Preference Tolerance Based on Model Approximate Maximum Model Dimension: Analysis Code:

Analysis Type 2．输入名为Con_rod.igs的IGES文件，关闭除曲线标号外的所有实体标号。File/Import Object : Source: IGES File: 由于IGES格式数据文件的特点，当MSC/PATRAN发现有重复曲线时，将会问你如何处理。当它问你是否希望产生一条重复曲线(Do you wish to Create a Duplicate Curve?)时，点击Not for All(全部不要)。 如果仅回答No, 则MSC/PATRAN遇到每一条重复线时都会向你提问。而回答No for All，则MSC/PATRAN不会对每条重复线都向你提问，它告诉MSC/PATRAN不要产生任何一条重复线。 当MSC/PATRAN完成输入过程后，IGES输入摘要(IGES Import Summary)将出现。浏览这些信息，然后单击OK钮关闭窗口。 输入文件后，选择工具条中如下的标号控制（label Control）图标打开曲线标号。 曲线标号控制面板将出现，选择如下的曲线（Curve）图标。

patran入门实例14

patran入门实例14 静态分析的建立 课程 14. 静态分析的建立 目的: , 回顾建立一个模型的全部必要步骤。 , 懂得如何用MSC/PATRAN进行静态分析。 147 PATRAN 301 练习手册—R7.5 静态分析的建立 模型描述: 在本练习中，将建立完整的MSC/PATRAN 主框架模型，并用MSC/NASTRAN进行相应静态分析。

图14-1 具有网格控制点的四分之一对称模型。148 PATRAN 301 练习手册—R7.5 静态分析的建立

图14-2 表14-1 单元类型: 四边形单元Quad8 单元总体边界长度: 1.0" 材料常数描述: 名称: Steel 弹性模量，E(psi): 29E6 泊松比,ν: 0.30 线弹性各向同性材料 单元特性: 名称: Prop1 材料: Stee1 厚度: 0.2"

分析代码: MSC/NASTRAN 149 PATRAN 301 练习手册—R7.5 静态分析的建立 分析类型: 完全线性静态分析 分析求解参数: 线性静态。 分析翻译器: 文本输出 2(Text Output 2)格式。 分析输出项: 位移、单元应力、单元应变能 建议的练习步骤: , 生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。 , 把Tolerance设为Default, Analysis Code设为 MSC/NASTRAN。 -2和表14-1的数据来划分有限元网, 产生四分之一对称模型，用图14 格。 , 等效并优化整个模型，校验是否所有单元的法向方向相同。 , 根据表14-1定义材料特性和单元特性。 , 对全部单元的上表面施加不均匀压力Pressure1。 , 在模型适当位置载加位移边界条件。把模型上下左右边界的位移约束分别命名为disp_lf, disp_rt, disp_tp和disp_bt。 , 根据表14-1，为把模型用于分析运行做准备。 练习过程: 1(生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。 File/New Database... New Database Name Plate_hole.db OK

isight集成UG、Patran和Nastran实例教程

UG、Patran和Nastran集成教程 本教程是一个进行悬臂梁减重分析的例子，iSIGHT-FD V2.5集成的软件是UG NX3.0、MSC.Patran 2005 r2和MSC.Nastran 2005。 一 UG参数化过程 1.打开UG NX 3.0程序，新建一个零件，名称为beam.prt，然后点击菜单“应用-建 模”，右键选择“视图方向-俯视图”； 2.点击草图按钮，进入草绘界面，然后点击直线按钮，绘制如下图所示的工字形 截面； 3.使用”自动判断的尺寸”按钮标注如下所示线段的尺寸； 4.按照同样方法标注其它尺寸，最终结果如下图所示：

5.点击左侧的“约束”按钮，然后选择下图所示的最上面的两条竖直线段，最后点击约束 工具栏上的等式约束，给这两条线段施加一个等式约束; 6.给这两条线段施加等式约束后，点击左侧的“显示所有约束”按钮，会在两条线段上出 现两个“=”，标明等式约束已成功施加上，如下图所示；

7.接下来，为最下面的两条竖直线段施加等式约束，如下图所示； 8.为左侧的两条Flange线段施加等式约束，如下图所示； 9.为右侧的两条Flange线段施加等式约束，如下图所示； 10.点击左上角的“完成草图”按钮，退出草绘状态。

11.选择菜单“工具-表达式”，弹出表达式编辑窗口，在下方名称后的文本框中输入Length， 在公式后的文本框中输入200，点击后面的√，即可将该参数加入中部的大文本框中，然后点击确定； 12.点击左侧的拉伸按钮，选择工字形草图，然后在弹出的输入拉伸长度的框中将数值改为 上一步创建的参数名称Length，最后点击拉伸对话框中的√，接受所作的更改；

patran入门实例

课程 4. U形夹的三维几何模型 目的: ?生成一个新的数据库 ?生成几何体 ?改变图形显示 模型描述: 本练习是通过MSC/PATRAN的点、线、面、体建立一个几何模型，熟悉PATRAN 的几何建模过程，模型的几何尺寸见下图。 练习过程 1．新生成一个数据库并命名为clevis.db File/New Database… New Database Name New Model Preference Tolerance Default 2. 把几何参数选择改为PATRAN 2方式。 PATRAN 2 Convention代表着一个特点的参数化几何类别。这个操作可以使用户产生一个几何体，该几何体可以通过PATRAN 2的中性文件和IGES文件输入或输出到PATRAN 3中。 Preference/Geometry… Geometric Representation Patran 2 Convention Solid Origin Location P3/PATRAN Convention

3. 生成一个位于U形夹孔内半径上的点。 单击主框架中的Geometry开关。 Geometry Action: Object: Method: Point Coordinates List: 为易于查看所产生的新点，可通过Display/Geometry菜单来增大点的尺寸。Display/Geometry… Point Size: 也可打开Entity Labels开关来观查所产生的新点。 Display/Entity Color/Label/Render… 4. 用刚生成的点产生4条曲线，来表示U形夹孔的上半部圆弧。 Geometry Action: Object:

patran实例教程7

课程 7. U形夹的三维有限元模型 目的 ?以不同的网格尺寸来划分模型的关键部位。 ?以相同的网格来划分模型其余部分。

模型描述 在本练习中，将定义一种单元来划分已经建好的U形夹模型的网格。 在以后的练习中，要在孔边加载，因此，将对孔周边区域细分网格，以求 有较高的网格密度。 Finite Element Mesh Global Edg Length=0.5 HEX8 elements 图 7-1 建议的练习步骤: ?启动MSC/PATRAN，打开数据库Clevis.db。 ?显示模型的正等侧视图，放大U形夹孔的下半部。保存它并命名 Zoom_in。 ?为了简化U形夹模型的显示，关掉显示线开关，使只显示模型的边界。 ?在将要受到分布力作用的区域，为增加网格密度而生成有限元网格控 制点。 ?用上图中所列出的单元布局和尺寸，生成有限元网格。 练习过程: 1.启动MSC/PATRAN，并打开数据库Clevis.db。

File/Open Database Existing Database Name Clevis.db OK 2.显示模型的正等侧视图，放大U形夹孔的下半部。保存它并命名为Zoom_in。有两种方法获得模型的正等侧视图。第一种是单击工具条中的正等侧视图（isometric View）图标，第二种是用主菜单（Main Menu）条中的视图(Viewing)菜单。 Viewing/Named View Options… Select Named View exercise_1.ses Close Viewing/Select Corners 当光标变成十字形时，选取U形夹前面孔的下半部，如下图所示的区域。单击希望生成的矩形的左上角位置，并按住鼠标左键，拖拉鼠标光标到矩形的对角。松开鼠标左键，就得到一个新视图。

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《飞机结构力学》课程设计 班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 学号＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿

目录 1. 问题描述 (1) 2. 建模过程 (1) 3. 结果分析 (3) 4. 总结 (6)

1.问题描述 对一块有一边固支的薄板，在集中载荷的作用下，进行位移以及应力分析。为了清晰的了解薄板受力时所表现的应力和位移情况，本例对薄板建立了实体模型，并通过设定不同value值，来对比结果。薄板的形状、尺寸以及其他物理参数如下： 薄板是钢制材料，弹性模量E=210GPa，泊松比u=0.3，薄板面承受50N集中压力，薄板长为100cm、宽为50cm，厚度为0.5cm。1.建模过程 实体模型（3D） Geometry 先建立一个长方体，长和宽均为1.0m，厚度为0.005m。程序步骤为create→solid→primitive然后在根据要求输入数据。 Mesh 薄板采用的网格类型create→mesh→solid，系统默认为 Tet→Tetmesh→Tet10来进行分析，对于value值定义为不同的值，点击apply得到如下图形：

薄板value取0.05 薄板value取0.025 Property 薄板单元类型create→3D→solid→（原因：单元类型的原因是板壳单元是可以承受拉压、弯、剪的实体）点击input properties 完成材料名称的定义→点击select application region完成应用区域的定义→apply。 BC/Loads 边界条件: 薄板的一边是固支的。Patran中的定义即create→displacement→standard→完成input data相应的定义→完成

第3章频率响应分析

第 3章 频率响应分析 3.1 动力学分析中的矩阵组集 l 在瞬态响应分析、 频率响应分析、 复模态分析中， MSC Nastran 提供了两种计算方法： 直接法和模态法。 l 根据动力分析类型和计算方法的不同，动力学矩阵组集也不一样。 3.1.1 阻尼矩阵 1．阻尼概述 l 阻尼反映结构内部能量的耗散。 l 阻尼产生的机理。 ? 粘性效应（如粘性阻尼器、振动减振器引起） ? 外摩擦（如结构连接处的相对滑动） ? 内摩擦（取决于不同的材料特性） ? 结构非线性（如塑性效应） l 阻尼的模拟。 ? 粘性阻尼力 v f bu = & ? 结构阻尼力 s f igku = 其中： 1 i =- ；g = 结构阻尼系数。 2．结构阻尼与粘性阻尼 假设结构简谐响应为： e i t u u w = 对粘性阻尼： 2 2 () (e )(e )e () e e e () i t i t i t i t i t i t mu bu ku p t m u b i u ku p t mu ib u ku p t w w w w w w w w w w ++= -++= -++= &&& 对结构阻尼： 2 2 (1)() (e )(1)e () e e e () i t i t i t i t i t mu ig ku p t m u ig ku p t mu igku ku p t w w w w w w w ++= -++= -++= && 可以得到

频率响应分析 第 3 章 57 gk gk b b w w =?= 如果 n k m w w == 那么 n n gk b g m w w = = 但因为 2 c n b m w = 得到 2 c b g b z == 其中： z =临界阻尼比率（临界阻尼百分比） ； 1 g Q = =结构阻尼因子；Q =品质因子或放大因子。 结论： l 粘性阻尼与速度成比例。 l 结构阻尼与位移成比例。 l 临界阻尼比 / cr b b z = 。 l 品质因子与能量耗散成反比。 l 在共振点（ n w w @ ）有如下关系： /2 1/(2) 1/ g Q Q g z z = = = 3．阻尼输入 （1）结构阻尼。 MATi 卡片： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 MA T1 MID E G NU RHO A TREF GE MA T1 2 30.0E6 0.3 0.10 PARAM,G,factor (Default = 0.0) 用结构阻尼系数乘整个系统刚度矩阵。 PARAM,W3,factor (Default = 0.0) 将结构阻尼转化为等效粘性阻尼。 PARAM,W4,factor (Default = 0.0) 将单元结构阻尼转化为等效粘性阻尼。

[整理版]patran三维无限元网格划分实例

[整理版]patran三维无限元网格划分实例 课程 8. 另一种U形夹的 三维有限元网格 目的: , 用链接生成一条曲线。 , 生成一个修剪表面。 , 用表面网格延伸成体单元。 , 使用有限元转化操作。 模型描述: 在本练习中，将生成如下图所示的U形夹几何模型。它由一个简单表面和一个平面修剪面构成。首先，在表面上生产四边形网格，然后由这些网格经延伸生成体单元。最后转化这些单元，完成模型。

建议的练习步骤: , 生成新数据库并命名deja_vu.db。设置近似最大模型尺寸为8单位， 用MSC/NASTRAN作为分析代码。 , 生成一个表面来定义U形夹的主体，用线来定义孔的内、外表面边界。, 链接外部曲线产生一个连续的环，用曲线定义孔并产生第二条环。 , 用外环产生一个修剪面并产生“孔洞”。 , 用相同网格来划分简单表面的网格，用平铺网格来划分修剪面的网 格。然后按U形夹各部分的厚度来拉伸网格。 , 转换孔区域的网格，最后完成U形夹有限元模型。 练习过程: 1.生成新数据库并命名deja_vu.db。设置近似最大模型尺寸为8单位，用MSC/NASTRAN作为分析代码。 File/New Database New Database Name deja_vu.db OK New Model Preference Tolerance Based on Model Approximate Maximum 8 Model Dimension:

Analysis Code: MSC/NASTRAN OK 2.生成一个表面来定义U形夹的主体，用线来定义孔的内、外表面边界。 生成第一个表面，将用来构成U形夹的主体。 Geometry Action: Create Object: Surface Method: XYZ Vector Coordinate List: < 4, 4, 0 > Apply 将在总体坐标系下产生一个4×4的正方形平面。 接着，定义U形夹的其余界，首先是孔。 Action: Create Object: Curve Method: Revolve 孔中心位置是X=6，Y=2。它也将是转动矢量的基点。若绕Z轴正方向转动，则需在此方向上另定义一点作为转动矢量的端点。 单击Axis 数据框，把内容改为{,6,2,0,,,6,2,1,}。两个括符之间定义了MSC/PATRAN的一个轴。 Axis: {[6,2,0][6,2,1]} Total Angle 360 再定义圆上的任一点，以用来执行拖拉操作。例如，单击Point List数据框并键入,5 2 0, Point List: [ 5, 2, 0 ] Apply 再定义外边界。 Total Angle 180 Point List: [ 6, 0, 0 ] 产生最后两条曲线来闭合外边界。

求解机体辐射噪声的频响分析方法(详细步骤)

求解辐射噪声的频响分析方法 mafuyin 频响分析方法是频率响应分析方法的简称，是NVH 分析中非常重要的一种方法，一直以来在振动与噪声的分析与研究中得到了广泛的应用。频响分析方法可以分为直接频响分析方法和模态频响分析方法，模态频响分析方法是在直接频响分析方法的基础上发展而来的，主要是将求解关系转化到模态坐标中，比直接频响分析法求解速度更快，但前提是系统无阻尼或只有模态阻尼，非常才能解耦求解，否则只能使用直接频响分析方法。 直接频响分析方法的动力学方程为 2[-++]{()}={()}M i B K u P ωωωω (1) 求解时不形成阻尼矩阵，而形成复刚度矩阵 ()11iG i E E K K G k =++∑ (2) 其中，1K 为整体刚度矩阵，G 为整体结构阻尼系数，E k 为单元刚度矩阵，E G 为单元结构阻尼系数。与瞬态响应对应有 12134 1=+Σ+ +E E TRANS G B K W W G B k B (3) 1 模型准备 计算辐射噪声需要的计算文件包括声学有限元结构模型、声学有限元声传播区域模型、声学边界元边界Shell 单元模型、有限元振动频响分析结果文件和有限元结构网格模型。Actran12支持Nastran 软件的网格模型和结果文件、Ansys 软件的网格模型和结果文件，间接支持Abaqus6.8版本软件的结果文件(需要通过Actran 软件转化为Nastran 软件的结果文件)。 这里分别建立声学有限元结构模型，划分四面体实体单元并保存为bdf 格式；建立能包住结构的声学有限元声传播区域模型，划分为四面体实体单元并保存为bdf 格式，内部应与结构声学有限元网格外表面重合，这个可以通过布尔运算实现；建立声学边界元边界Shell 单元模型，通过捕捉声学有限元声传播区域模型的外表面网格实现，保存为bdf 格式；有限元振动频响分析结果文件和有限元结构网格模型通过Nastran 软件计算获得，格式分别为bdf 格式和op2格式。

汽车车身频率响应分析

汽车车身频率响应分析 东风汽车公司技术中心刘永超黄成刚 摘要本文介绍了频率响应分析方法的基本理论，并用结构分析程序MSC/NASTRAN对一简化车身模型进行了频率响应分析，对影响车身振动的几个因素进行了初步的探讨。 关键词车身频率响应阻尼固有频率 1概述 汽车车身是乘员的直接承载物，车身的好坏直接影响到乘员的舒适性和安全性等。汽车在实际行驶过程中，由于路面的激励会引起结构的强迫振动。汽车车身在使用过程中，由于受到经过车架传上来的激励，往往产生较大的动应力。通常从汽车道路试验和用户反应出的车身开裂和开焊的损坏情况来看，大多数都是疲劳损坏。由于疲劳损坏主要是由于载荷的累积效应而产生的，所以即使车身激励引起的动应力响应不大，但当波动的次数累积到某一固定值时，由于材料的局部造成永久变形也会产生裂纹以致最终断裂。此处所指的车身激励是指随时间或频率变化的加速度、速度以及位移等。本文采用频率响应方法分析了车身前围某一关键点随频率变化的位移响应。 2频率响应理论简介 如图1为强迫运动模型图。 图1 强迫运动模型 假设输入的激励为 P=p(ω)e iωt响应为X=x(ω)e iωt 则系统的运动方程为： [M]{x(t)}+[C]{x(t)}+[K]{x(t)}={P(ω)}e iωt (1) 式(1)中[M]为质量矩阵,[C]为阻尼矩阵,[K]为刚度矩阵. 假设 {X}=[φ]{ ξ(ω)}e iωt (2) 其中[φ]为系统的模态变换矩阵,则可把变量从物理坐标系转化为模态坐标系{ξ(ω)}.

把(2)式代入(1)式,两边同除e iωt得 -ω2[M][φ]{ξ(ω)}+i[C][φ]{ξ(ω)}+[K][φ]{ξ(ω)}={P(ω)} (3) 两边前乘[φ]T得 -ω2[φ]T[M][φ]{ξ(ω)}+iω[φ]T[C][φ]{ξ(ω)}+ +[φ]T[K][φ]{ξ(ω)}=[φ]T{P(ω)} (4) 如阻尼矩阵可以被正交(否则需要作一些假设,使得阻尼矩阵可以被正交),则根据模态正交性,(4)式变为 -ω2M jjξj(ω)+iωC jjξj(ω)+K jjξj(ω)=P j(ω) (5) 其中 M jj为j阶结构质量,C jj为j阶结构阻尼,K jj为j阶结构刚度,P j为j阶激励力. (5)式中每阶模态的响应为 ξj(ω)=P j(ω)/(-ω2M jj+iωC jj+K jj) (6) 再由(2)式可计算出系统在物理坐标下的响应. 3车身激励与振动响应的关系 汽车车身属于多自由度系统。一般来说，系统的固有频率数等于该系统的自由度数。我们约定将所有的固有频率从大到小依次排列，称最低的固有频率为基频。实际上对车身共振起关键作用的一般是最低的前几阶频率，因为一般汽车车身所受到的激励频率都比较低。当激励频率等于车身固有频率时，该固有频率对应的部位就会发生共振。理论上共振振幅是无限增大的，但是由于系统结构阻尼的存在，使得振幅的最大值并不发生在频率比为1的情况，而是当激励频率稍小于该固有频率时，并且振幅不再无限增大，保持为一个有限值。公式(6)中,如果ω=ωn,有K jj=ω2M jj，则式(6)变为: ξj(ω)=P j(ω)/ (iωC jj) (7) 此时如果没有结构阻尼,则其位移峰值趋于无穷大。根据振动响应的峰值对应的频率，我们可用推测关键点所在的部位在位移峰值对应的频率处应该有一个局部模态或整体模态。另外,由式(6)可以看出,不同的激励对应的响应不一样,但所有共振峰值对应的频率都应该是该系统固有频率的一个真子集。不同的激励对应的共振频率一般并不一样,也可能互相包容。 4结构阻尼对振动响应的影响 在所有的振动系统中都存在着阻尼，阻尼的主要作用是转移系统的能量。实际系统中的阻尼有许多不同的机理。如材料内摩擦、库仑摩擦等，阻尼力与速度成比例的粘性阻尼是最简单的阻尼模型。结构阻尼主要是由于不完全弹性的结构材料的内摩擦和在结构的固定连接处、接触面之间的摩擦力引起的，又称迟滞阻尼。人们对它的了解还不充分，常常采用等效粘性阻尼的方法，将复杂的阻尼机理根据阻尼力耗散的能量相等用等效粘性阻尼来代替，简化了分析过程。一般结构阻尼系数在0.05至0.15之间。

patran 复合材料建模实例prob1c

MSC/NASTRAN 113 Exercise Workbook 1c-1 WORKSHOP PROBLEM 1c Uniaxial Loading of a Laminar Composite Plate (Part III) X Y Z 45o FIBER DIRECTION Objectives: s Specify stacking sequence of lamina. s Create a MSC/NASTRAN input file directly or by using MSC/PATRAN.s Run the analysis using MSC/NASTRAN.s Review results.

1c-2MSC/NASTRAN 113 Exercise Workbook

WORKSHOP 1c Uniaxial Loading - Part III MSC/NASTRAN 113 Exercise Workbook 1c-3 UNBALANCED A balanced layup is where there is an equal number of positive angled plies as negative angled plies. As can be seen in the above figure, this layup is unbalanced because there is only a positive angled ply, and no negative angled ones. The ply orientation angle is the angle from Xm (x-axis of the material coordinate system) to the 1 direction of the ply coordinate system (ply fiber direction). In order to properly model the fiber direction shown in the above figure, the proper sign of the ply orientation angle must be determined. The Nastran definition of the positive ply orientation is the angular direction going from the Xm to the Ym, or in other words, a rotation around Zm that follows the “right hand rule”. Pic 5b and 6b shows Xm and Zm respectively, thus, the proper ply orientation angle is -45 degrees. X Y Z 45o FIBER DIRECTION

MSC Nastran中使用时域载荷做频响分析

MSC Nastran中使用时域载荷做频响分析 考察一个系统的好坏，通常用阶跃输入下系统的阶跃响应来分析系统的动态性能和稳态性能。有时也用正弦波输入时系统的响应来分析，但这种响应并不是单看某一个频率正弦波输入时的瞬态响应，而是考察频率由低到高无数个正弦波输入下所对应的每个输出的稳态响应。因此，这种响应也叫频率响应。频率响应尽管不如阶跃响应那样直观，但同样间接地表示了系统的特性。频率响应法是分析和设计系统的一个既方便又有效的工具。 在MSC Nastran中，通常可以通过RLOAD1或RLOAD2定义频域载荷进行频响分析。 同时，如果输入载荷TLOAD2，MSC Nastran会在内部首先自动进行傅立叶变换，将该载荷有时域变换到频域进行频响分析，如果需要将响应变换时域，则需进行傅立叶逆变换。对一些特殊过程，利用此方法，可以完成识别结构振动的主导模态。目前，MSC Nastran中引用时域信号进行频响分析的限制为： 傅立叶变换方法支持求解序列SOL 108 和111， 支持载荷被转换到频率域，计算结果又频域被转换到时域， 随时间变换载荷通过TLOAD2 卡片定义， 为得到时域结果，TSTEP 卡片需要定义， 傅立叶变换中载荷是解析形式的。 傅立叶逆变换生成的结果响应是基于用户定义频率响应的数值变换。 MSC.Nastran 不应用快速傅立叶变换（FFT），因此，采样频率没有严格限制。 推荐用等间隔频率激励。 通过下面，给出在MSC Nastran分析中，如何定义、使用时域信号定义频域分析：

模型由刚度为1的接地弹簧组成，模型文件如下。 图1 求解序列定义

图2 时域载荷定义 其中，图1、2中定义的模型中，输出结果为频域信号。 图3 傅立叶逆变换中，工况定义

NX_NASTRAN产品介绍

NX/NASTRAN产品介绍 模块描述 NX13500 NX Mach 3 Advanced Simulation（高级仿真） NX Mach 3 Advanced Simulation是一个集成的高级有限元建模工具。利用该工具，能够迅速进行部件和装配模型的预处理和后处理。它提供了一套广泛的工具，辅助用户提取几何图形进行网格化、添加载荷和其他边界条件定义与材料定义，并且支持非线性分析、流动分析和多物理场等高级集成化解决方案。利用该软件包所包括的NX Nastran界面，能够制定有限元模型分析问题的格式并且直接把这些问题提交给NX Nastran。另外，还能够添加其他解算器，以支持Ansys和ABAQUS等第三方解算器。 NX Mach 3 Advanced Simulation提供了NX Nastran Desktop Basic（NX Nastran Desktop Basic 是NX Nastran的基础产品，为使用NX Nastran的仿真解决方案提供了基础产品）。对于需要一个灵活、功能强大、成本有效的解算器解决方案的客户而言，这是一个理想产品。它支持大量通用工程仿真：线性静态结构分析、非线性分析、模态分析、结构屈曲分析、稳态和瞬态热传递、复合材料和焊接分析。 NX Nastran Desktop的绑定版本与非绑定的NX Nastran Desktop产品（NXN110）的区别在于只有一个前后处理许可证能使用Nastran解算器。 NX Mach 3 Advanced Simulation包括： － Teamcenter Engineering - NX Manager（Teamcenter Engineering － NX管理器） － Teamcenter Engineering - CAD Manager Server（Teamcenter Engineering － CAD管理服务器） － Teamcenter Engineering - Visualization Base（Teamcenter Engineering －可视化基础） － XpresReview － Solid & Feature Modeling（实体和特征建模） － Assembly Modeling（装配建模）