MSC.Nastran軟件高級用戶入門指南及工程應(yīng)用實例

內(nèi)容概要

《MSC.Nastran軟件高級用戶入門指南及工程應(yīng)用實例》從有限元的基本概念入手，由淺入深地分析有限元軟件解決實際工程問題的過程，建立了前處理軟件MSCPatran軟件和MSCNastran軟件輸入文件之間的關(guān)系。對建立有限元模型的基本過程、基本方法和基本概念進(jìn)行了詳細(xì)介紹，將有限元軟件解決實際工程問題的過程進(jìn)行分解，對過程遇到的關(guān)鍵問題進(jìn)行詳細(xì)介紹，包括分析類型、單元庫、載荷和邊界條件、材料屬性、單元特性、結(jié)果的輸出控制以及出現(xiàn)問題的解決方法，對這些問題在MSCNastran輸入文件中的卡片格式逐一介紹。通過對一個簡單算例進(jìn)行深入的剖析，使初學(xué)者感到簡單易懂，然后列舉了6個較難的練習(xí)實例，細(xì)致地描述了練習(xí)的每一個操作步驟，使初學(xué)者通過練習(xí)加強對知識的理解。

書籍目錄

引言 1.關(guān)于這本書 2.有關(guān)MSC.Nastran軟件的參考書 3.技術(shù)支持 4.網(wǎng)絡(luò)資源 第1章預(yù)備知識 1.1有限元法在工程分析中的作用 1.2有限元法的處理過程 1.3線性靜態(tài)分析的基本矩陣方程 1.4線彈性分析的假定和局限性 第2章MSC.Nastran有限元模型概述 2.1MSC.Nastran簡介 2.2離散化結(jié)構(gòu)的描述 2.3MSC.Nastran輸入文件的結(jié)構(gòu) 2.4一個簡單的MSC.Nastran模型 2.5MSC.Nastran生成的文件 第3章建模的基礎(chǔ)知識 3.1單位 3.2輸入數(shù)據(jù)的格式 3.3網(wǎng)格及網(wǎng)格的過渡 3.4設(shè)計模型 3.5測試模型的采用 3.6前處理和后處理 第4章分析類型 4.1執(zhí)行控制部分 4.2求解序列 第5章模型的幾何描述 5.1節(jié)點 5.2坐標(biāo)系 第6章基本單元庫 6.1概述 6.2彈簧單元 6.3線單元 6.4面單元 6.5體單元 6.6剛性桿單元 第7章施加約束 7.1概述 7.2剛體運動和機構(gòu) 7.3單點約束 7.4奇異的自動識別和消除 7.5邊界條件例子 第8章材料屬性 8.1基本材料屬性的定義 8.2材料的定義 8.3MSC.Nastran中其他的材料類型 第9章靜力載荷 9.1概述 9.2集中載荷 9.3一維單元的分布載荷 9.4壓力載荷 9.5加速度載荷 9.6強制位移 9.7組合載荷 9.8子工況（SUBCASE，SUBCOM，SUBSEQ） 第10章分析結(jié)果的輸入控制 10.1打印輸入文件（ECHO） 10.2輸出標(biāo)題（TITLE，SUBTITLE，LABEL） 10.3工況控制集 10.4分析結(jié)果 第11章補充知識 11.1MSC.Nastran的用戶信息和系統(tǒng)信息 11.2數(shù)值誤差的評估 11.3單元扭曲和精確度 11.4當(dāng)前錯誤列表 11.5注釋語句 第12章一步一步地執(zhí)行MSC.Nastran分析 12.1問題描述 12.2定義分析類型 12.3設(shè)計模型 12.4創(chuàng)建坐標(biāo)系和節(jié)點 12.5創(chuàng)建有限元 12.6創(chuàng)建邊界條件 12.7定義材料屬性 12.8創(chuàng)建載荷 12.9結(jié)果輸出的控制 12.10完成輸入文件并運行模型 12.11MSC.Nastran的輸出結(jié)果 12.12檢查結(jié)果 12.13結(jié)果與理論的比較 第13章簡單例題 13.1受分布載荷和集中力矩載荷作用的懸臂梁 13.2受橫向均布壓力載荷作用的方板 13.3用實體單元模擬齒輪齒 第14章實例操作練習(xí) 14.1桁架結(jié)構(gòu)的線彈性分析 14.2框架結(jié)構(gòu)的線彈性分析 14.3加筋板結(jié)構(gòu)的線彈性分析 14.4圓形板結(jié)構(gòu)的線彈性分析 14.5實體結(jié)構(gòu)的線彈性分析 14.6梁、面、體混合結(jié)構(gòu)的線彈性分析 第15章MSC.Nastran的其他功能概述 15.1大模型的分析技巧 15.2動力分析 15.3非線性分析 15.4設(shè)計敏度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化 15.5氣動彈性分析 15.6熱分析 15.7復(fù)合材料分析 15.8流固耦合分析 附錄 附錄A桁架結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob1.f06） 附錄B框架結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob2.f06） 附錄C加筋板結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob3.f06） 附錄D圓形板結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob4.f06） 附錄E實體結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob5.f06） 附錄F梁、面、體混合結(jié)構(gòu)的線彈性分析結(jié)果（prob6.f06） 附錄G基本工況控制命令概要 附錄H基本模型數(shù)據(jù)卡片概要 附錄I基本術(shù)語說明 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   有了設(shè)計模型和分析模型，優(yōu)化器就可以分析在設(shè)計變量發(fā)生一定改變量的情況下分析模型響應(yīng)的改變量。在搜索最優(yōu)設(shè)計的過程中，優(yōu)化器不但利用有限元分析的結(jié)果，也利用程序計算得到的結(jié)構(gòu)響應(yīng)導(dǎo)數(shù)或靈敏度。在該例中，最終得到的解或最優(yōu)設(shè)計就是使結(jié)構(gòu)重量最小又能滿足自由端位移和自然頻率約束的設(shè)計變量的組合。 作為結(jié)果的最優(yōu)工字形橫截面的尺寸不可能正好與已經(jīng)制造出來的可以直接采用的梁相匹配，所以設(shè)計的最后一步通常包括根據(jù)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果從可用截面列表中選擇尺寸合適的工字形梁，然后通過重新分析或設(shè)計來校驗這些選擇。實際上，優(yōu)化是一個非常有用的設(shè)計工具，用來提出可能改進(jìn)設(shè)計的建議，而不是一種求解的技巧。 設(shè)計優(yōu)化在其他方面的應(yīng)用如下： 1）處于概念設(shè)計階段的航天器。 航天器的總重量不能超過30001bf，包括有效載荷在內(nèi)的非結(jié)構(gòu)設(shè)備的重量是20001bf，根據(jù)發(fā)射時的最大加速度定義靜力載荷，而且空問的彈性設(shè)備的彈性基頻必須大于12Hz。將1lbf的重量發(fā)射到地球低軌道就需要花費幾千美元，所以減小結(jié)構(gòu)重量是非常重要的。有3種可行的設(shè)計方案：桁架、框架和加筋殼結(jié)構(gòu)。目前，所有這些設(shè)計都至少有一種設(shè)計要求不能滿足，而且有可能超重。在這樣一個階段，需要確定哪種結(jié)構(gòu)的性能最好，并確保有詳細(xì)的設(shè)計計劃，而且有效載荷的管理人員需要了解如果頻率要求可以從12Hz放松到10Hz可以節(jié)省多少重量。航天器的結(jié)構(gòu)有150個結(jié)構(gòu)參數(shù)，并且可以同時變化。 2）汽車框架的部分構(gòu)件應(yīng)力超限。 如果發(fā)現(xiàn)汽車框架結(jié)構(gòu)的某部件的應(yīng)力超過一定的限制，這是非常不幸的。在工程過程的這一階段，對汽車特殊的框架構(gòu)件進(jìn)行重新設(shè)計的花費是非常大的。如果修改附近的其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件就不會增加巨大的花費，有近100個結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)可以進(jìn)行調(diào)整。該設(shè)計的目標(biāo)就是通過減小超限應(yīng)力區(qū)的內(nèi)力載荷來減小應(yīng)力的大小。 3）靈敏設(shè)備的支架。 用來支撐一套靈敏設(shè)備的框架結(jié)構(gòu)必須能經(jīng)受住劇烈的適時動力載荷。在原型結(jié)構(gòu)上進(jìn)行全面的實驗可以獲得模型實驗結(jié)果，這些測試結(jié)果是可用的。為動力分析建立一個有限元模型，用于動力分析模型要比用于應(yīng)力分析的原始模型要簡化，這是由于用復(fù)雜模型進(jìn)行動力分析的成本太高。然而，需要確保用簡化模型計算得到的前十階模態(tài)要與實驗結(jié)果接近一致。該例的目標(biāo)是確定簡化動力模型中所有量的適當(dāng)?shù)膮?shù)，從而使前十階的特征值與原型結(jié)構(gòu)很好地聯(lián)系在一起。

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《MSC.Nastran軟件高級用戶入門指南及工程應(yīng)用實例》是入門性質(zhì)的，內(nèi)容完整、自成一體，可以從頭到尾按順序?qū)W習(xí)，很多主題都是用一般術(shù)語引入的，讀者不需要太多的知識背景，如果需要更多的知識和更詳細(xì)的解釋，讀者可以查看其他相關(guān)書籍。

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