MSC Nastran 2017 64位 官方安装中文版

MSC Nastran 2017是一款非常好用且功能强大的专业有限元分析软件，也是世界上使用最为广泛的有限元分析软件之一。这个是nastran 2016的升级版本，新版本带来了全新的功能、全新的界面和兼容性，拥有非线性瞬态热传递、自动冲击分析和跌落测试、非线性静应力分析等多种功能，小编还为大家整理了MSC Nastran的使用教程供大家参考，有需要的朋友们欢迎前来下载使用。

Nastran 2017特色

1、作为工业标准的输入/输出格式

MSC Nastran 2017被人们如此推崇而广泛应用使其输入输出格式及计算结果成为当今CAE 工业标准,几乎所有的CAD/CAM系统都竞相开发了其与MSC.NASTRAN的直接接口

MSC Nastran 2017的计算结果通常被视为评估其它有限元分析软件精度的参照标准,同时也是处理大型工程项目和国际招标的首选有限元分析工具。

2、强大的软件功能

MSC Nastran 2017不但容易使用而且具有十分强大的软件功能。

通过不断地完善, 如增加新的 单元类型和分析功能、提供更先进的用户界面和数据管理手段、进一步提高解题精度和矩阵运算效益等等,使MSC公司以每年推出一个小版本、 每两年推出一个大版本的速度为用户提供MSC 新产品。

3、极高的软件可靠性

MSC Nastran 2017是一具有高度可靠性的结构有限元分析软件, 有着36年的开发和改进历 史, 并通过50,000多个最终用户的长期工程应用的验证。

MSC Nastran 2017的整个研制及测试过程是在MSC公司的QA部门、美国国防部、国家宇航局、 联邦航空管理委员会(FAA)及核能委员会 等有关机构的严格控制下完成的,每一版的发行都要经过4个级别、5,000个以上测试题目的检验。

4、优秀的软件品质

MSC Nastran 2017的计算结果与其它质量规范相比已成为最高质量标准, 得到有限元界的一 致公认。

通过无数考题和大量工程实践的比较,众多重视产品质量的大公司和工业行业都用MSC .NASTRAN的计算结果作为标准代替其它质量规范。

5、高度灵活的开放式结构

MSC Nastran 2017全模块化的组织结构使其不但拥有 很强的分析功能而又保证很好的灵活性, 用户可针对根据自己的工程问题和系统需求通过模块选择、组合获取最佳的应用系统。

此外, MSC .NASTRAN的全开放式系统还为用户提供了其它同类程序所无法比拟开发工具DMAP语言。

6、无限的解题能力

MSC Nastran 2017对于解题的自由度数、带宽或波前没有任何限制，其不但适用于中小型项 目对于处理大型工程问题也同样非常有效，并已得到了世人的公认。

MSC Nastran 2017已成功地解决了超过5,000,000自由度以上的实际问题。

MSC.Nastran热传导分析功能

⑴. 线性/非线性稳态热传导分析

基于 稳态的线性热传导分析一般用来求解在给定热载和边界条件下, 结构中的温度分布,计 算结果包括节点的温度， 约束的热载和单元的温度梯度, 节点的温度可进一步用于计算结构的响 应; 稳态非线性热传导分析则在包括了稳态线性热传导的全部功能的基础上, 额外考虑非线性辐 射与温度有关的热传导系数及对流问题等。

⑵. 线性/非线性瞬态热传导分析

线性/非线性瞬态热传导分析用于求解时变载荷和边界条件作用下的瞬态温度响应, 可以考 虑薄膜热传导、非稳态对流传热及放射率、吸收率随温度变化的非线性辐射。

⑶. 相变分析

该分析作为一种较为特殊的瞬态热分析过程,通常用于材料的固化和溶解的传热分析模拟, 如金属成型问题。在MSC.NASTRAN中将这一过程表达成热焓与温度的函数形式, 从而大大提 高分析的精度。

⑷. 热控分析

MSC.NASTRAN可进行各类热控系统的分析,包括模型的定位、删除、时变热能控制等,如 现代建筑的室温升高或降低控制。 自由对流元件的热传导系数可根据受迫对流率、 热流载荷、 内热生成率得到控制， 热载和边界条件可定义成随时间的非线性载荷。

7、空气动力弹性及颤振分析

气动弹性问题是应用力学的分支,涉及气动、 惯性及结构力间的相互作用, 在MSC.NASTRAN 中提供了多种有效的解决方法。 人们所知的飞机、 直升机、 导弹、斜拉桥乃至高耸的电视发射塔、烟囱等都需要气动弹性方面的计算。

MSC.NASTRAN的气动弹性分析功能主要包括: 静态和动态气弹响应分析、 颤振分析及气弹优化。

⑴. 静动气弹响应分析

气弹响应分析计算结构在亚音速下在离散或随机二维阵风场中的响应, 输出包括位移、应力、 或约束力、加速度可以从阵风断面的二阶时间导数的响应来获得, 随机阵风分析给出响应功率 谱密度、 均方根和零交平均频率。

⑵. 气动颤振分析

空气动力颤振分析考虑空气弹性问题的动力稳定性。 它可以分析亚音速或超音速流。 系统求 出一组复特征解, 提供可用五种不同的气动力理论,包括用于亚音速的Doublet Lattice理论。 Strip 理论以及用于超音速的Machbox理论、 Piston理论、 ZONA理论等。 对于稳定性分析系统提供三种不同的方法: 二种美国方法(K法, KE法)和一种英国方法(PK法),输出包括阻尼、 频率和每个颤振 模态的振型。

⑶. 气弹优化分析

在MSC.NASTRAN中, 气弹分析与设计灵敏度和优化功能的完美集成为气弹分析提供了更 强有力的设计工具。 气弹灵敏度分析主要用来确定结构响应的改变如位移、速度等对结构气动 特性的影响程度。 气弹优化则是依据气弹响应及灵敏度分析的数据自动地完成满足某一设计变 量(如: 应力、 变形、 或颤振特性)的设计过程。

8、流-固耦合分析

流-固耦合分析主要用于解决流体(含气体)与结构之间的相互作用效应。MSC.NASTRAN中拥 有多种方法求解完全的流-固耦合分析问题, 包括: 流-固耦合法、 水弹性流体单元法、 虚质量法。

⑴. 流-固耦合法

流-固耦合法广泛用于声学和噪音控制领域中,如发动机噪声控制、汽车车厢和飞机客舱内 的声场分布控制和研究等。分析过程中,利用直接法和模态法进行动力响应分析。 流体假设是无 旋的和可压缩的, 分析的基本控制方程是三维波方程, 二种特殊的单元可被用来描述流-固耦合 边界。 此外, MSC.NASTRAN新增加的(噪)声学阻滞单元和吸收单元为这一问题的分析带来了极 大方便。

(噪)声学载荷由节点的压力来描述, 其可以是常量, 也可以是与频率或时间相关的函数, 还 可以是声流容积、通量、流率或功率谱密度函数。 由不同的结构件产品的噪声影响结果可被分 别输出。

⑵.水弹性流体单元法

该方法通常用来求解具有结构界面、可压缩性及重力效应的广泛流体问题。 水弹性流体单 元法可用于标准的模态分析、瞬态分析、复特征值分析和频率响应分析。 当流体作用于结构时, 要求必须指出耦合界面上的流体节点和相应的结构节点。 自由度在结构模型中是位移和转角,而 在流体模型中则是在轴对称坐标系中调和压力函数的傅利叶系数。

类似于结构分析,流体模型产生"刚度"和"质量"矩阵, 但具有不同的物理意义。 载荷、约束、 节点排序或自由度凝聚不能直接用于流体节点上。

⑶. 虚质量法

虚质量法主要用于以下流-固耦合问题的分析：

结构沉浸在一个具有自由液面的无限或半无限液体里。

容器内盛有具有自由液面的不可压缩液体。

以上二种情况的组合, 如船在水中而舱内又装有不充满的液体。

用结构单元来描述, 这个模型可以是一边或二边被同一液体或不同液体所浸润。

忽略液面重力效应。 这种近似处理对于结构频率高于液体晃动频率是有效的。 该分析假设液 体密度是常量(无层间变化), 流体是无旋的(无粘性),并且是稳定的(如同空气动力中一样),同时是线性的。

9、多级超单元分析

超单元分析是求解大型问题一种十分有效的手段,特别是当工程师打算对现有结构件做 局部修改和重分析时。超单元分析主要是通过把整体结构分化成很多小的子部件来进行分析, 即将结构的特征矩阵(刚度、传导率、质量、比热、阻尼等)压缩成一组主自由度类似于子结构 方法,但较其相比具有更强的功能且更易于使用。

子结构可使问题表达简单、计算效率提高、计 算机的存储量降低。超单元分析则在子结构的基础上增加了重复和镜像映射和多层子结构功能, 不仅可单独运算而且可与整体模型混合使用, 结构中的非线性与线性部分分开处理可以减小非 线性问题的规模。 应用超单元工程师仅需对那些所关心的受影响大的超单元部分进行重新计算, 从而使分析过程更经济、更高效,避免了总体模型的修改和对整个结构的重新计算。

MSC.NASTR AN优异的多级超单元分析功能在大型工程项目国际合作中得到了广泛使用, 如飞机的发动机、 机头、机身、机翼、垂尾、舱门等在最终装配出厂前可由不同地区和不同国家分别进行设计和生产, 此间每一项目分包商不但可利用超单元功能独立进行各种结构分析,而且可通过数据通讯 在某一地利用模态综合技术通过计算机模拟整个飞机的结构特性。

多级超单元分析是MSC.NASTRAN的主要强项之一, 适用于所有的分析类型, 如线性静力分 析、 刚体静力分析、 正则模态分析、 几何和材料非线性分析、 响应谱分析、 直接特征值、 频率响应、 瞬态响应分析、 模态特征值、 频率响应、 瞬态响应分析、 模态综合分析(混合边界方法和自由边界方法)、设计灵敏度分析、 稳态、 非稳态、 线性、 非线性传热分析等。

模态综合分析: 模态综合分析需要使用超单元,可对每个受到激励作用的超单元分别进行分析, 然后把各个 结果综合起来从而获得整个结构的完整动态特性。超单元的刚度阵、质量阵和载荷阵可以从经验或计算推导而得出。结构的高阶模态先被截去,而后用静力柔度或刚 度数据恢复。 该分析对大 型复杂的结构显得更有效(需动力学分析模块)。

10、高级对称分析

针对结构的对称、反对称、轴对称或循环对称等不同的特点, MSC.NASTRAN提供了不同的 算法。 类似超单元分析, 高级对称分析可大大压缩大型结构分析问题的规模, 提高计算效率。

⑴. 对称分析

如果结构具有对称性则有限元模型的可以被减小, 进而节省计算时间。 每增加一个对称面, 有限元模型就相应地减小近乎一半, 例如当结构有一个对称面时人们只要算一半模型,而当结构 有两个对称面时人们只需算1/4模型就可得到整个模型的受力状况。

对称分析一般包括对称和反对称分析两种。MSC.NASTRAN可帮助工程师方便地在结构或 有限元模型上施加各种对称或反对称载荷及边界条件。

⑵. 轴对称分析

压力容器及其它一些类似的结构通常是由钣壳或平面绕某一轴线旋转而得到的,具有轴对称 性。此时结构的位移仅仅沿着半径方向，有限元模型简化到只需要我们分析结构的一个截面就够了。轴对称分析一般适用于线性及超弹性问题的分析。

⑶. 高级循环对称分析

很多结构, 包括旋转机械乃至太空中的雷达天线, 经常是一些由绕某一轴循环有序周期性排 列的特定的结构件组成, 对于这类结构通常就要用循环对称或称之为旋转对称方法进行结构分 析。在分析时仅需要选取特定的结构件即可获得整个组件结构的计算结果,减少计算和建模的时 间。

这部分结构可绕某一轴旋转生成整个结构。 循环对称可分二种对称类型,即简单循环对称和循 环复合对称。简单旋转对称中, 对称结构件没有平面镜像对称面且边界可以有双向弯曲曲面;复 合循环对称中, 每个对称结构件具有一个平面镜像对称面,且对称结构件之间的边界是平面。循环 对称分析通常可解决线性静力、模态、屈曲及频率响应分析等问题。

使用教程

1. 创建有限元模型

a.新建一个数据库文件 选择菜单File〉〉new，文件名〉〉zuoye1liang，单击OK按钮

选择Analysis Code〉〉Msc.nastran，Analysis Type〉〉 Structural，单击OK按钮。

b.创建几何模型 创建几何点：选择Action〉〉creat，Object〉〉point， Method〉〉XYZ，Point 1〉〉[0 0 0]，单击

Point 2〉〉[2 0 0]，单击

创建曲线：如右图选择point1，point2，然后

c.划分有限元网格建立网格种子：选择

如图所示选择后

划分网格：如图所示选择Curve1后

常见问题及解决办法

1)BUFFSIZE

当Nastran输出的二进制计算结果文件为xdb格式时，通常需要设定BUFFSIZE的大小，BUFFSIZE是磁盘在存储数据时每一个缓冲区使用的字节的数量，其默认的大小为8192，在进行大规模数据输出时，其设置规模不够，不能将结果完全输出，其f06文件中相关错误提示内容为：

*** SYSTEM FATAL MESSAGE 6062 (DBC)

*** DIOMSG ERROR MESSAGE 6 FROM SUBROUTINE WRTLST

OVERFLOW OF DICTIONARY PRIMARY INDEX FOR DATA BASE UNIT 1. 解决方法(一)

在输入文件(BDF文件)的FMS中添加： Nastran Buffsize = 32769

用以增大XDB文件的容量 解决方法(二)

在输入文件(BDF文件)的FMS中添加： ASSIGN DBC='XXX.xdb',RECL=32769 用以增大XDB文件的容量

2)Scratch DBset 容量不够用，数据溢出

通常对大规模模型进行分析计算时会遇到如下的错误提示： *** USER FATAL MESSAGE 1221(GALLOC)

THE PARTITION OF THE SCRATCH DBSET USED FOR DMAP-SCRATCH DATABLOCKS IS FULL.

USER INFORMATION: THE DMAP SCRATCH PARTITION WILL NOT SPILL INTO THE 300-SCRATCH PARTITION.

USER ACTION: 1. SET NASTRAN SYSTEM(151)=1, OR

2. INCREASE THE NUMBER OF MEMBERS, AND/OR THEIR MAXIMUM SIZE, FOR THE SCRATCH DBSET ON-THE "INIT" STATEMENT.

该错误是由于计算时的临时数据库文件SCRATCH DBset容量不能满足计算要求，导致数据溢出，需要扩展该数据库规模满足计算的需求。 解决方法：

在输入文件(BDF文件)的文件管理段(file management section,FMS)中添加 INIT SCRATCH LOGICAL=(SCRATCH(100GB))

可以根据实际情况调整scratch数据文件容量的大小，这里假设使用100GB重新设置SCRATCH DBset容量的大小。

3)f06文件过大，不方便进行查看 f06结果文件过大，几百MB或者1GB以上，使用记事本等文档工具很难对其进行相关操作，此时可以考虑取消相应的结果输出，及只将计算结果保存到用于后处理的二进制结果文件中，f06文件中不输出，或者可以考虑只在f06文件中输出一些关键位置的结果信息。 i.f06文件中不输出计算结果，使用plot将结果取消输出打印 未取消打印之前：DISPLACEMENT(SORT1,REAL)=ALL 取消打印之后：DISPLACEMENT(PLOT,SORT1,REAL)=ALL ii.输出一些关键位置的结果信息

使用Set进行设定，输出具体的模型节点或者单元的结果信息 Set 1=1,2,3,4 Set 2=1,2,3,4

Displacement(SORT1,REAL)=1 Stress(SORT1,REAL)=2

此处表示，set 1中为相关节点的编号信息，set 2中为相关单元的编号信息，最终结果输出为节点1,2,3,4的位移量以及单元1,2,3,4的单元应力结果。 4)MEMORY

Nastran进行计算时，不同版本的软件在计算时内存的默认使用情况不相同，早期版本调用内存使用memory(或mem)=estimate，新版本软件使用 mem=max，我们也可以根据计算机硬件资源自己定义相关参数，例如：mem=12GB，但是我们定义的参数，调用物理内存参与计算时，其大小不能超过物理内存总和的80%。 三、大规模计算参数设置总结

综上所述内容，可以参照以下的设置：

根据上述内容设置完成后提交Nastran进行计算，同时设置计算所用的内存大小，点击RUN执行计算。