1、单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,CAD/CAE,集成设计与分析,3-,Patran/Nastran,简介,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.Patra
2、n,分析一般流程,建几何模型,选分析程序,建分析模型,提交分析,评价结果,MSC.Patran,分析流程图,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,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
3、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.Patran 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
4、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,Preference,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,L
5、oad 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,
6、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,Motif,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 men
7、u,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。,按句法直接输入,几何编号,几何名称,关键字,示 例,意 义,点,Point,Point 1:24:3,1,到,24,号点,间隔为,3,;即,1,,,4,,,7,,,10,,,13,,,16,,,19,,,22,。,Solid 55.3.1.1,55,号实体第三面第一边,1,号顶点,线,Curve,Curve 3 8 21,3,号,第,8,号,第,21,号曲线,Surface 3.2,3,号面上的第,2,号边,面,Surface,Sur
8、face 1:200:2,1,到,100,号面,间隔,2,Solid 10.2,10,号实体,2,号面,体,Solid,Solid 10:50:3,1,到,100,号实体,间隔,3,向量,Vector,Vector 5,平面,Plane,Plane 2,坐标系,Coord,Coord 1.3,1,号坐标系的,z,轴,有限元编号,FEM,名称,关键字,示 例,意 义,节点,Node,Node 1:24:3,1,到,24,号节点,间隔为,3,;即,1,,,4,,,7,,,10,,,13,,,16,,,19,,,22,。,Node 1 7 11,1,、,7,、,11,号节点,单元,Elm,Elm 3
9、 8 21,3,号,,8,号,,21,号单元,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,
10、结点,c,l,:曲线,t,:,thru,pt,g,: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,
11、弹出,Surface Select Menu,选体,弹出,Solid Select Menu,等,典型点选择菜单,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,名 称,类 型,介 绍,Modelname.db,数据库,Madelme.db.bkup,数据库备份,Patran.ses.number,对话文件,记录从本次进入到退出,Patran,的所有对话过程,Modelname.db.jou,日志文件,记录从模型创建到目前的所有,PCL,命令。若数据库不慎删除,可根据日志文件恢复。,Settings.p
12、cl,偏好设置文件,ASCII,文件。起动,Patran,会自动依据该文件设置,Patran,的环境变量。,p3epilog.pcl,ASCII,文件,类似于,DOS,的,autoexec.bat,,,Patran,起动时,自动执行该文件。,6.,在线帮助,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,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,P
13、atran,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 Surface,或,simple Surface),复
14、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,
15、实体,Patran,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
16、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,向量,:由大小、方向、原点定义,用途:,建立几何,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
17、重复名称、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,第三章 网格划分,(FEM),1.FEM,概述,独立于有限元求解器,(,如,Nastran,,,Abagus,,,Ansys),Patran,把单元拓普与单元物理特性分开,Patran,的,FEM,,只涉及其拓普,不管物理特性,物理特性在,Patran,的,Properties,中定义,特点:,主要拓普形式,:,每种拓普,又有,4,结点,,8,结点,,20,结点等,相关,:,即几何与对应有限元一致,施加到几何上的载荷
18、自动分配到有限元模型,给几何指定物理特性也即给对应单元指定了物理特性,根据几何可找到单元,对单元可找出所在几何,单元与几何相关性,Patran,网格功能分类,(,1,)直接对几何体分网,在,Create/mesh,下,包括,Iso-mesher,Paver,Tet-mesh,三类自动网格生成器,网格与几何母体自动相关联,(,2,)直接对网格操作,在,Sweep/Element,和,Transform,下,对基网,(Base Mesh),作回转,拉伸,滑动等操作,产生复杂网格,新网格没有几何相关性,(,3,)手工生成网格,(,Create/Node,Create/Mesh,和,Create/MP
19、C),(,4,)编辑、修改网格,(Modify,),2.,直接对几何分网,自动网格生成器类型及适用范围,几何类型,颜色,自动划分工具,线,任意线,Iso-mesh,面,简单曲面,空间三边形,空间四边形,绿色,Iso-mesh,或,Paver,复杂曲面,任何曲面,紫红色,Paver,体,简单体,四面体、五面体、六面体,蓝色,Iso-mesh,B-rep,体,任何体,白色,Tet-mesh,Iso-mesh,(1),可划分线,面和体,(2),用户对网格有很高控制,(a,),指定参数方向上划分数,;(b),选择划分模式,控制每结点位置,(3),只适用于简单几何,须把,B-rep Solid,或,tr
20、immed Surface,转成简单几何,几何内硬点、硬线,(hard geometry),无效,Paver,(1),能划分任意曲面,(2),用户对网格的控制度不如,Isomesh,只能用,mesh seed,globel length,等控制,(3),能识别曲面内部硬几何,Tet-mesh,对任何实体,自动生成四面体网格,可用,mesh seed,,曲率半径等控制网格,网格疏密的控制,Mesh Seed,法,(,1,)用于控制某边上网格疏密,(,2,)有,Uniform(,均匀撒种子,),,,One-way Bias(,等比撒种子,),,,Two-way,Bias(,双等比方式撒种子,),,
21、Curve Based(,曲率半径撒种子,),等方式,(,3,)要求,:(a),选一种控制方式;,(b),屏幕拾取几何边;,(c),输入分割数等,(4),对三种网格划分器均有效,示例,只对,tetmesh,有效,控制面上网格蔬密,要求输入曲面(,surface,),该曲面上单元长度,Surface Control,法,无网格控制时,,Iso-mesh,、,Paver,和,Tet-mesh,用,Global Edge Length,确定单元大小,Global Edge length,法,用硬点或硬线来控制,Hard Geometry,网格所有边长落在,max edge length,和,min
22、 edge length,间,最长,最短边长,曲率半径,(curvature check),根据曲率变化调整疏密,保证,max(h/l),小于给定值,自动网格生成菜单及步骤,Global edge length,网格划分器,(mesher),:,Iso-mesh,,,paver,或,tetmesh,单元拓普:,Hex8,Hex20,wedge,等,选取需划分的几何体,Apply,生成网格。,步骤,:,菜单,:,示例,几何协调与单元协调,(1),几何是协调,:,二几何间有共同一致的边或面,(2),几何间协调,自动网格划分时,交界处网格自动一致,(3),几何体交接处网格疏密,按优先级来定,(,a,
23、Mesh seed,(,b,)相邻几何上网格划分相一致,(,c,)全局单元长,几何协调性,处理,几何调不协,(,1,)消除裂纹,(a),用,Edit/surface/edge match,把缝消除,(b),用,create/surface/trimmed,建新几何消除缝隙,(,2,)用网格控制,确保网格一致,如用,硬点,或,create/Mesh seed/tabular,等,方法,3.,用变换生成网格,Transform,对已有网格移动、转动、镜面反射等生新网格,Swee,p,对基网格,(base mesh),拉伸,滑动等产生高阶网格,如从,2D,单元产生,3D,单元,,1D,单元产生,
24、2D,单元等,Arc,法,Sweep,单元法,将基单元,(Base Entily),绕某轴转过一角度,(Sweep Angle),建单元,Extrude,方法,Sweep/Extrude,将基单元沿一矢量方向拉伸一段距离建网格,Glide,或,Glide-Glide,方法,将基单元沿一或两曲线(,glide curve,)滑动,来产生新单元,Normal,方法,基单元沿各自法线方向拉伸来产生新网格,Radial Cylindrical,方法,定义一中心轴(,Refer.Coordinate Frame,和,Axis,)及一径向距离,将基网格沿柱坐标径向拉伸,产生新网格,Radial Spher
25、ical,方法,定义一球心(,Refer.coordinate Frame,和,Sphere Center Point,)及一径向距离,将基网格沿球坐标径向拉伸,来产生新网格,Spherical Thera,方法,定义球心、球轴及回转角,将基网格各结点沿球上路径回转,产生新网格,Vector Field,方法,输入空间变化,矢量场,,将基网格各点按矢量方向和大小拉伸,来产生新网格,Loft,方法,在二组协调一致,2D,网格间,产生,3D,网格,把,2D,网格连接起来,注:虽然通过,Transform,或,Sweep,产生网格没有几何相关性,但可通过,Finite Element,下,Assoc
26、iate,和,disassociate,,以手工方式把几何与单元相关,4.,逐个生成或改动网格,在,Finite Element,下,Create/Node,Create/Element,Create/MPC,及,Modify,中,5.,应用例子,网格与几何相关性,(1),用,paver,自动划分表面,(,2,)用,Sweep/Element/Normal,,取,A-B,方向,拉伸出,hexa,实体单元;,(,3,)用,Associate/Element/Solid,,使网格与,B-rep,实体相关,(,4,)选实体面,施压力载荷,第四章 模型检查,(FEM),1.,检查消除重结点,(Equi
27、valence),协调几何分网时,公共边有重结点,用,Equivalence,命令,编号大的结点消除,用,Verify/Boundary,检查是否有重结点,再用,Equivalence,Equivalence,对象可是整个模型、组或选定结点,2.,检查模型,(Verification),检查模型,致命问题:,如重结点、重单元、板单元法向等,检查单元的,质量:,四边形单元,正方形计算最好,当单元,长宽比,(aspect),,四结点,不共面程度,(Warp),,相邻边间,夹角,与正方形单元有偏差时,计算精度下降,甚至导致很大误差,Verify/Elemen,主要检查单元存在问题,如重结点,重单元,
28、单元法向一致性等,划分完网格,都应对其进行检查,Verify/Element/Boundary,检查重结点,Verify/Element/Duplicate,检查重单元,Verify/Element/Normal,检查单元法向,检查网格质量,网格划分质量通过以下指标衡量,Aspect,单元长宽比,Warp,四边形单元翘曲度,Skew Angle,倾斜角,Taper,锥度,示例,第五章 场,(Field),1.,什么是,Field,PATRAN,提供的,用于定义,“变化,”,的工具,可定义随时间、空间、材料等变化的,标量场和矢量场,定义单元特性(,Properties,)、施加载荷(,Load/
29、BCs,)、定义材料(,Materials,)和,Sweep Element,时可调用,可将,Result,中分析结果,(,如温度场,),与模型边界条件关联,2.Field,可用范用,(,1,)定义边界条件(,Lood/BCs,),(,2,)定义材料性质(,Materials,),(,3,)定义单元特性(,Properties,),(,4,)拉伸有限元网格(,FEM/Sweep),3.Field,种类及自变量,Spatial Field,用于定义随空间位置变化,自变量为坐标,X,Y,Z,(直角坐标,x,y,z,);,R,T,Z,(柱坐标,r,theta,z),;,R,T,P,(即球坐标,r,t
30、heta,phi,)或,C1,C2,C3,(即参数坐标,1,,,2,,,3,),Non-Spatial Field,用于定义随时间或频率的变化,自变量为时间,(t),或频率,(f),Material Property Fields,用于定义材料特性随应变、应变率、温度等变化,自变量为应变(,e,)、应变率(,r,)、温度(,T,)等,第六章 工况及边界条件(,Load/BCs&Load Case,),1.,概述,边界条件可加到有限元模型上,也可加到几何模型上,但,几何与有限元模型应相关,,,Patran,自动将其转化到有限元模型上,随时间或空间变化的复杂边界条件,通过,Field,定义,Loa
31、d/BCs,内容与具体分析程序有关,施加随时间变化载荷,须用,Time Dependent Load Case,,,Default Load Case,是静态载荷工况,2.,载荷边界条件类型,类 型,说 明,Displacement,固定或强迫位移(对应,NASTRAN,的,SPC,卡),Force,结点力(对应,NASTRAN,的,FORCE,卡),Pressure,2D,或,3D,单元上面压力,Temperature,温度(对应,TEMP,卡),初始温度作为材料特性输入,Inertial Load,重力,离心力(对应,GRAV,或,RFORCE,卡),Initial Displacemen
32、t,动力分析时初始位移,Initial Velocity,动力分析时初始速度,Distributed Load,1D,或,2D,单元上线压力,Contact,定义滑线接触,Patran,主要载荷边界条件,(MSC/NASTRAN,为例,),Temp(Thermal),固定温度,Initial Temperature,初始温度,Apply Heat,施加热量,包括点热原,体积生热,法向热流或方向热流,Convection,对流换热,包括与环境对流,与管流之间的换热等,Radiation,对环境或内部的辐射换热,PATRAN,主要热分析边界条件,5.,修改、删除,Load/BCs(Delete&M
33、odify),6.,工况(,Load Case,),工况是对载荷和约束的分类和组合,可先建很多,LBC,,然后通过,Create,或,Modify,工况将其放到不同工况中,也可先建工况,然后在,Load/BCs,时,直接把边界条件添加到相应工况中,边界条件很简单,所有边界条件自动添加到,Default,工况中,NASTRAN,输入文件,Load Case,与,MSC/NASTRAN,中,Case Control,卡中,Subcase,对应,对,NASTRAN,求解器,线性分析时,Looad Case,是对边界条件的选取和组合,非线性分析是反映了加载的历程,第七章 材料(,Material,),
34、1.,概述,定义材料,:,就是指定一个材料名,然后将特性赋给这个名称,特性包括:各向同性,各向异性,正交各向异性,复合材及本构关系等,如,:,取一名为,steel,的材料,设成各向同性,杨氏模量,2.110,5,N/mm,2,,屈服极限,600MPa,,,松松比,0.3,,硬化指数,0,等,不同分析程序有不同本构定义,材料特性定义也因分析程序而异,这里以,MSC/NASTRAN,为例,一种材料可有多种本构,如,Steel,有弹性本构,塑性本构和蠕变本构等,对复杂材料曲线,如应力一应变关系,,E,随温度变化等,用,Field,来定义变化,可进入,msc/mvision,材料库,找到材料调入,pa
35、tran,2.Patran,支持的材料模型,Isotropic,各向同性,(2,个材料参数:,E,、,),2D Orthotropic,2D,正交各向异性,(6,个材料参数:,E,11,、,E,22,、,12,、,G,12,、,G,13,、,G,23,),3D Orthotropic,3D,正交各向异性,(9,个材料参数:,3,个,E,、,3,个,、,3,个,G),2D Anisotropic,2D,各向异性,(9,个材料参数,),3D Anisotropic,3D,各向异性,(21,个材料参数,),Composite,PATRAN,支持多种复合材料模型,其中包括,laminate compo
36、site;Rule of Mixture;5,种,Halpin-Tsai,模型和,1D,、,2D Short Fiber,模型,弹性结构材料模型,linear Elastic,线弹性,nonlinear Elastic,非线性弹性,Elastoplaslic,弹塑性,Failure,失效,Creep,蠕变,Patran,支持的,Msc/Nastran,本构,例,2,:,创建九层复合材料模型,其参数如下:,基层材料(,2D,正交各向异性)参数为:,E11=40 10,6,E22=1 10,6,12=0.25 G12=0.510,6,G23=0.510,6,G13=0.610,8,层厚为:,0.0
37、1/0.0125/0.01/0.0125/0.01/0.0125/0.01/0.0125/0.01,辅层方向为:,0,/90,/0,/90,/0,/90,/0,/90,/0,(,1,)进,Materials,,后,Create/2D Orthotropic,,建,2D,正交各向异性基层材料,名称取为“,lam-prop”,;,(,2,)点,Input Property,,输入,2D,正交各向异性基层材料数据,完成材料“,lam-prop”,创建;,(,3,),Create/Composite/Laminate,,用基层材料“,lam-prop”,来建名为“,lam_prop”,的复合材料,(,
38、4,)逐层输入每层的材料名称,厚度及辅层方向。,(,5,),Apply,,完成复合材料的创建。,示例,不同分析所需材料数据,及以毫米,秒,兆帕,牛顿为单位的量纲范围,分析类型,材料参数,参考值,一般线性分析,E,、,E,2.110,5,=0.3,含重力,离心力的线性分析,E,、,、,E,、,同上;,=7.8,10,6,线性热应力分析,E,、,、,、,T(ref),E,、,同上;,1.210,5,;,T=20,自由模态或屈曲分析,E,、,、,同上,直接法的线性动力响应分析,E,、,、,、,一般取,0.04,但不是必须的,E,弹性模量,泊松比,密度,阻尼系数,热膨胀系数,T,温度,5.,单位,Pa
39、tran,和,Nastran,中,单位制由用户自己确定,只要使用一套自封闭单位制即可,如,:,全使用国际单位制,即米、牛顿、帕、干克,/,米,3,、干克、米,/,秒等。,当存在惯性力,或进行动力或模态分析,由,mr,2,,,f=ma,等关系存在,对自封闭一定要小心,如一定要用非封闭单位,例长度,mm,,其他均用国际单位制,可用,msc/nastran,参数,wtmass,调节,第八章 单元物理(,Properties),1.,概 述,Properties,作用,是对不同单元,赋予相应物理特性,PATRAN,中定义物理特性,就是确定单元类型(如,shell,,,Bar,,,beam,,,rod,
40、Solid),、定义单元材料、截面特性等,定义单元物理特性,与分析求解器相关,不同求解器有不同单元类型,MSC/NASTRAN,不同维数单元,需要输入数据,0,D,质量、惯性、刚度,1,D,截面特性、材料、偏置、单元坐标系定义,2,D,壳厚、材料、偏置、材料方向,3,D,材料,用,PATRAN,定义,Properties,有二特点,(,1,)任何特性可用,Field,定义其变化,如壳单元厚度,梁载面尺寸,(,2,)特性可加给单元,也可加给与单元相关几何,如特性加在几何上,重新网格划分后,特性会自动添加到新网格,第九章 分析控制,(Analysis),1.,设定分析环境并递交计算,递交,An
41、alysi,,,Action,为,Analyze,,,Object,可是整个模型(,Entire Model,)或局部模型(,Current Group,),,Method,如下:,Full Run,直接从,Patran,中提交并完成计算,Check Run,提交计算以检查模型,随即停止,Analysis Deck,产生,Nastran,输入文件*,.Bdf,,但不递交计算,Model,只产生,Nastran,输入文件的,Bulk Data,部分,递交计算步骤,点,Analysis,,选,Action/Object/Method,,如:,Analyze/Entire/Full Run,(可略)
42、选择模型转换参数(,Translation Parameters,),Patran,递交过程即将,Patran,数据库数据转换成,Nastran,输入文件过程,按什么格式生成*,.Bdf,文,件,由控制参数决定。如:,Nnastran,的版本,,output2,文件的格式,数据按单精度还是双精度,输出等,选择求解类型(,Solution Type),Patran,支持的八种分析类型,静力(,linear Static,),非线性静力(,nonlinear Static,),自然模态(,normal Modes,),屈曲分析(,buckling,),复模态(,complex Eigenvalue
43、频率响应(,frequent Response,),瞬态响应(,transient Response,),非线性瞬态响应(,nonlinear Transient,),除静力分析外,其他分析类型都需进一步指定求解参数,不同分析类型要求给定不同参数,这些都在点“,solution Parameters”,按钮后出现的界面中指定。,缺省为线性静力分析,不需要设任何参数,2.,分析结果读回,Patran,Nastran,有二种可供,Patran,作图形后处理的文件:,xdb,文件和,op2,文件,处理前,须把“,.op2”,文件读入,或将“,.xdb”,与,Patran,相关,Attach X
44、DB,Action,设成“,attach XDB”,“Select Result File”,选“*,.xdb”,文件,Apply,Attach,后,,Patran,可在,Result,或,Insight,中访问,xdb,数据库进行图形后处理,Read Ouput2,Action,设成,Read Output2,“Select Result File”,选“*,.op2”,文件,Apply,将,op2,文件中信息写入到,Patran,数据库中,供后处理,注:与,Read Output2 Action,对应的,Object,有三种选项,Object,说 明,Result Entities,只读入
45、计算结果,Model Data,只读入有限元模型:单元、结点,Both,读入计算结果十有限元模型,第十章 后置处理,(1)-Result,1.Result,后处理工具,工 具,工具说明,Quick Plot,适于初级用户,以快捷方式提供云纹图,变形图及动画功能,Deformation,变形图,Fringe,云纹图,Marker,矢量图或张量图,Graph,xy,坐标曲线图,Animation,制作动画,Report,生成报告,Freebody,自由体后置处理,操作,第十一章 后置处理,(2)-Insight,Insight,是一种适合于“动态”操纵显示图形的后处理工具,由,Insight Co
46、ntrol,和与,Insight,对应的“,Action/Tool”,组成,1.Insight,工具,Insight,提供,13,种可混合使用的工具,混合使用指所有工具都可同时“张贴”,(,重叠显示,即,post,)到屏幕上,(,1,),Iso-surface,(等值表面),基于结果的等值面,基于坐标的等值面,(,2,),Contour,(等高线),Contour+Marker,显示图,第十二章,X-Y,坐标图,(XY-Plot),1.,概述,XY-Plot,是一个对,XY,坐标曲线窗口进行管理的工具,用,XY-Plot,,可添加、修改、删除,XY-Plot,窗口中任何元素,如图例,(Lege
47、nd),、坐标轴,(Axis),、坐标曲线的标注说明、坐标尺度等,在,Result,、,Load/BCs,、,Properties,和,Materials,模块都有,XY-Plot,图创建功能,但显示特性、加注释说明等,都由,XY-Plt,来完成,XY,Plot,,可将,XYDATA,和,YDATA,格式文件读入,并显示,可将,PATRAN,中已生成的曲线,以这种格式文件写出,XYDATA,0.1634.6,1.1260.9,2.1125.,3.1068.9,4.1043.2,5.1029.7,6.1022.3,7.1018.,8.1015.5,9.1014.,10.1013.3,YDATA,
48、1634.6,1260.9,1125.,1068.9,1043.2,1029.7,1022.3,1018.,1015.5,1014.,1013.3,1.XY-Plot,界面及菜单,第十三章,Menu Bar,菜单,1.,组,(Group),Patran,中,Group,与,CAD,的“层”概念一致,通过组,(Group),可把复杂模型分成多个简单,group,如,:,所有几何放在“,Geo”,的,Group,所有单元放在“,fem”Group,根据需把,entities,(点、线、面、体及单元、结点等)分到不同组中,便于模型显示和管理、,选取等,一个,entity,可同时放在多个,group,
49、中,示例,2.List,List,及其作用,有限元建模中,“选你所要选,entities”,是一项繁琐工作,,List,为解决该问题而设计,List,在,Patran,中起“桥梁”作用,根据所给准则,交、叉、并等布尔运算,把满足条件,entities,找出,后将其作为其它界面输入,或储存一个,group,中,List,能接受准则分类:,(,1,),Attributes,(属性),如:坐标位置,计算结果,单元特性,材料特性,(,2,)几何和有限元间相关性,如:某面上所有单元,某边上所有节点等,List,提供二暂时存放结果的缓冲区,lista,和,listb,List,应用举例,3.,视图操作,(
50、Viewing),Viewing:,观察对象不动,但视点位置在空间改变,从,而在屏幕上看到不同视觉效果,如,ZOOM:,对象不动,视点移近或移远,Transformation:,视点绕物体转动或移动,Fit View:,视点自动调整到对象能在屏幕上,满屏位置,1)Transformation,通过图符按钮,控制模型转动,移运和缩放,4.,设置图形显示特性(,Display,),Display,设置模型在视窗显示特性,如,:,显示色彩、线框、消影还是光照显示、标号显示否、是否收缩显示、载荷显示方式,1,、,Entity Color/Label/Render,设置显示模式,(Group,或,Ent