Patran 2006与Nastran 2007有限元分析案例指导教程

前言

第1章概述

1.1MSC公司及其产品介绍

1.1.1MSC公司简介

1.1.2MSC公司的产品

1.2MSC.Patran介绍

1.2.1几何建模功能

1.2.2几何模型直接访问技术

1.2.3分析求解器集成

1.2.4有限元建模功能

1.2.5分析条件定义

1.2.6结果后处理

1.2.7PCL命令语言

1.3MSC.Nastran软件功能介绍

1.3.1静力分析

1.3.2屈曲分析

1.3.3动力学分析

1.3.4非线性分析

1.3.5热传导分析

1.3.6空气动力弹性及颤振分析

1.3.7流-固耦合分析

1.3.8多级超单元分析

1.3.9高级对称分析

1.3.10计灵敏度及优化分析

第2章Patran建模和Nastran分析过程

2.1Patran2006和Nastran2007的安装

2.2Patran建模和Nastran分析流程

2.2.1Patran2006的用户界面介绍

2.2.2Patran建模和Nastran分析的一般流程

2.2.3MSC.Patran和MSC.Nastran的主要相关文件

2.2.4单位制介绍

2.2.5一个典型问题的分析

第3章创建几何模型

3.1直接创建几何模型

3.1.1创建点

3.1.2创建曲线

3.1.3创建曲面

3.1.4创建三维实体

3.1.5创建坐标系

3.1.6创建平面

3.1.7创建矢量

3.2转化创建几何模型

3.3Patran的输入输出接口

3.3.1Patran输入接口

3.3.2Patran2006输出接口

3.4编辑几何模型

3.4.1编辑点

3.4.2编辑曲线

3.4.3编辑曲面

3.4.4编辑实体

3.5其他几何操作

3.5.1删除功能

3.5.2信息显示

3.5.3检查几何模型

3.5.4关联

3.5.5反关联

3.5.6重新标号

3.6应用实例

3.6.1应用实例一

3.6.2应用实例二

3.6.3应用实例三

第4章划分有限元网格

4.1单元库简介

4.2直接创建有限元网格(Create)

4.2.1网格生成器的分类

4.2.2几何协调性和有限元协调性

4.2.3自动生成网格(mesh)

4.2.4手动生成网格

4.2.5创建多点约束(MPC)

4.3转化创建有限元网格

4.3.1移动、旋转、镜像创建节点/单元

4.3.2拉伸、滑动创建单元

4.4修改有限元网格模型

4.4.1修改网格(mesh)

4.4.2修改单元

4.4.3修改梁/杆、三角形、四边形、四面体单元

4.4.4修改节点

4.4.5修改网格种子

4.5检查有限元网格

4.5.1有限元网格检查(Verify)

4.5.2检查三角形单元的质量

4.5.3检查四边形单元的质量

4.5.4检查四面体单元的质量

4.5.5检查五面体单元的质量

4.5.6检查六面体单元的质量

4.5.7检查节点

4.5.8检查中间节点

4.5.9检查超级单元

4.6基于有限元网格模型的其他操作

4.6.1重新标号操作

4.6.2联结(Associate)

4.6.3解除联结(Disassociate)

4.6.4优化(0ptimize)

4.6.5显示信息

4.6.6删除有限元元素(Delete)

4.7创建有限元网格实例

4.7.1实例一

4.7.2实例二

4.7.3实例三

第5章场

5.1概述

5.2场的种类及自变量

5.2.1空间场(SpatialField)

5.2.2材料特性场(MaterialProperty)

5.2.3非空间场(NonSpatial)

5.3场输入方法

5.4PCL函数简介

5.4.1PCL函数的一些例子

5.4.2PCL语言常用数学函数

第6章工况及边界条件

6.1概述

6.2载荷/边界条件的种类

6.3创建边界条件的步骤

6.4显示、检查边界条件

6.5修改、删除边界条件

6.6应用实例

第7章材料属性

7.1概述

7.2创建材料模型

7.2.1材料模型的分类

7.2.2创建材料模型的方法

7.3显示材料模型

7.4工程实例

第8章单元属性

8.1概述

8.2创建单元属性

8.2.10D单元属性

8.2.21D单元属性

8.2.32D单元属性

8.2.43D单元属性

8.3梁的显示

8.4显示检查单元属性

第9章分析控制

9.1概述

9.2设定分析环境并提交计算

9.2.1转换参数设置

9.2.2分析类型的设置

9.2.3Subcase的定义

9.2.4Subcase的选择

9.3读取分析结果

9.3.1读取分析结果

9.3.2将计算结果与Patran相关联

9.4优化分析

9.4.1问题描述

9.4.2创建设计变量

9.4.3创建目标函数

9.4.4创建约束条件

9.4.5分析设置

9.4.6分析求解

第10章结果后处理

10.1概述

10.2后处理的一般步骤

10.3分析结果快速显示

10.4显示变形图

10.5显示云图

10.6图形符号显示

10.7创建X-Y坐标曲线

10.8生成报告

10.9其他操作

10.9.1修改结果图

10.9.2显示结果图

10.9.3删除结果图

第11章静力学分析

11.1静力分析的步骤

11.2平板受力分析

11.3铰接桁架的受力分析

11.4平面应力问题

11.4.1平面应力问题简介

11.4.2平面应力问题求解

11.5平面应变问题

11.5.1平面应变问题简介

11.5.2平面应变问题求解

第12章屈曲分析

12.1屈曲分析的步骤

12.2薄壁圆筒屈曲分析

第13章动力学分析

13.1模态分析

13.1.1模态分析的步骤

13.1.2翼板的模态分析

13.1.3有预应力的模态分析

13.2瞬态响应分析

13.2.1瞬态响应分析的步骤

13.2.2车灯瞬态响应分析

13.3频率响应分析

13.3.1频率响应分析的步骤

13.3.2悬臂梁频率响应分析

13.4随机响应分析

13.4.1随机响应分析的步骤

13.4.2平板随机响应分析

第14章非线性分析

14.1非线性分析的分类

14.2非线性分析的过程

14.3弹塑性分析实例

第15章隐式非线性分析

15.1隐式非线性分析的步骤

15.2应用实例一

15.3应用实例二

第16章热传导分析

16.1热分析的步骤

16.2空间热辐射分析

16.3自由对流热分析

16.4热应力分析

16.4.1双金属片热应力分析

16.4.2方向热载荷作用下的热应力分析

　　Patran2006和Nastran2007可以帮助用户开发出高质量的产品，包括航空航天、汽车、铁道、机械工业、医药和电器设备，本书介绍了Patran2006软件的基本操作以及Nastran2007的求解分析，尽量避开繁琐的理论描述，以大量实例操作引导读者学习软件功能。　　本书介绍了Patran2006软件的基本操作以及Nastran2007的求解分析，全书共分为16章，第1章介绍MSC公司以及Patran的基本操作和Nastran的基本功能；第2章简介使用Patran建模和Nastran分析的过程：第3章介绍使用Patran建立几何模型：第4章介绍使用Patran进行有限元网格划分；第5章介绍场的知识；第6章介绍创建有限元模型的载荷及边界条件；第7章介绍了材料属性的创建；第8章介绍创建单元的物理特性；第9章介绍了如何进行分析控制；第10章介绍分析结果后处理。第11～16章是实例章，涵盖了使用Nastran分析的主要分析类型，其中第11章介绍静力学分析；第12章介绍屈曲分析；第13章介绍动力学分析，包括模态分析、瞬态响应分析、频率响应分析以及随机响应分析；第14章介绍非线性分析；第15章介绍隐式非线性分析；第16章介绍热传导分析。对所有实例的操作步骤都提供了比较详细的文字和图例说明，便于读者学习掌握。　　本书可作为高等院校研究生计算机辅助有限元分析软件的自学教材，也可以作为各科研院所研究人员的研究参考资料。