nastran2012是一款非常專業(yè)的有限元分析軟件，為工程師分析改善機械設(shè)備提供了重要參數(shù)幫助，軟件的計算能力非常強大，對于解題的自由度數(shù)、帶寬或波前沒有任何限制，工程師可以對設(shè)備的某一個部件進行系統(tǒng)分析，得到的數(shù)據(jù)可以運用到設(shè)備的整體分析改善方案中，計算結(jié)果與其它質(zhì)量規(guī)范相比已成為最高質(zhì)量標準，在對設(shè)備的受力分析中，nastran依然能提供可靠的測試技術(shù)，在全模塊分析組織結(jié)構(gòu)中，能對整個模塊的受力程度進行具體分析，不但擁有很強的分析功能而又保證很好的靈活性，需要的朋友趕快下載試試吧！

軟件功能

　　正則模態(tài)分析

　　用于求解結(jié)構(gòu)的自然頻率和相應(yīng)的振動模態(tài),計算廣義質(zhì)量, 正則化模態(tài)節(jié)點位移,約束力和 正則化的單元力及應(yīng)力, 并可同時考慮剛體模態(tài)。 具體包括:

　　a). 線性模態(tài)分析又稱實特征值分析。 實特征值縮減法包括: Lanczos法、 增強逆迭代法、 Givens法、 改進 Givens法、 Householder法、 并可進行Givens和改進Givens法自動選擇、帶Sturm 序列檢查的逆迭代法, 所有的特征值解法均適用于無約束模型。

　　b). 考慮拉伸剛化效應(yīng)的非線性特征模態(tài)分析, 或稱預(yù)應(yīng)力狀態(tài)下的模態(tài)分析。

　　復(fù)特征值分析

　　復(fù)特征值分析主要用于求解具有阻尼效應(yīng)的結(jié)構(gòu)特征值和振型, 分析過程與實特征值分析 類似。 此外NASTRAN的復(fù)特征值計算還可考慮阻尼、 質(zhì)量及剛度矩陣的非對稱性。 復(fù)特征值抽 取方法包括直接復(fù)特征值抽取和模態(tài)復(fù)特征值抽取兩種:

　　a). 直接復(fù)特征值分析

　　通過復(fù)特征值抽取可求得含有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼的結(jié)構(gòu)自然頻率和模態(tài),給出正則化的 復(fù)特征矢量和節(jié)點的約束力, 及復(fù)單元內(nèi)力和單元應(yīng)力。主要算法包括elerminated法、Hossen-bery法、 新Hossenbery、 逆迭代法、 復(fù)Lanczos法,適用于集中質(zhì)量和分布質(zhì)量、 對稱與反對稱結(jié)構(gòu),并可利用DMAP工具檢查與測試分析的相關(guān)性。

　　MSC.NASTRAN V70.5版中Lanczos算法在特征向量正交化速度上得到了進一步提高, 尤其是在求解百個以上的特征值時, 速度較以往提高了30%。

　　b). 模態(tài)復(fù)特征值分析

　　此分析與直接復(fù)特征值分析有相同的功能。 本分析先忽略阻尼進行實特征值分析, 得到模態(tài) 向量。 然后采用廣義模態(tài)坐標,求出廣義質(zhì)量矩陣和廣義剛度矩陣, 再計算出廣義阻尼矩陣, 形成 模態(tài)坐標下的結(jié)構(gòu)控制方程, 求出復(fù)特征值。 模態(tài)復(fù)特征值分析得到輸出類型與用直接復(fù)特征值 分析的得到輸出類型相同。

　　瞬態(tài)響應(yīng)分析(時間-歷程分析)

　　瞬態(tài)響應(yīng)分析在時域內(nèi)計算結(jié)構(gòu)在隨時間變化的載荷作用下的動力響應(yīng)， 分為 直接瞬態(tài)響 應(yīng)分析和模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析。 兩種方法均可考慮剛體位移作用。

　　(a). 直接瞬態(tài)響應(yīng)分析

　　該分析給出一個結(jié)構(gòu)對隨時間變化的載荷的響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以同時具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼。 該分析在節(jié)點自由度上直接形成耦合的微分方程并對這些方程進行數(shù)值積分,直接瞬態(tài)響應(yīng)分 析求出隨時間變化的位移、 速度、 加速度和約束力以及單元應(yīng)力。

　　(b). 模態(tài)瞬態(tài)響應(yīng)分析

　　在此分析中, 直接瞬態(tài)響應(yīng)問題用上面所述的模態(tài)分析進行相同的變換, 對問題的規(guī)模進行 壓縮。 再對壓縮了的方程進行數(shù)值積分從而得出與用直接瞬態(tài)響應(yīng)分析類型相同的輸出結(jié)果。

　　隨機振動分析

　　該分析考慮結(jié)構(gòu)在某種統(tǒng)計規(guī)律分布的載荷作用下的隨機響應(yīng)。對于例如地震波,海洋波,飛 機或超過層建筑物的氣壓波動, 以及火箭和噴氣發(fā)動機的噪音激勵, 通常人們只能得到按概率分 布的函數(shù), 如功率譜密度(PSD)函數(shù), 激勵的大小在任何時刻都不能明確給出, 在這種載荷作用下 結(jié)構(gòu)的響應(yīng)就需要用隨機振動分析來計算結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。MSC.NASTRAN中的PSD可輸入自身或交叉譜密度, 分別表示單個或多個時間歷程的交叉作用的頻譜特性。計算出響應(yīng)功率譜密度、自相關(guān) 函數(shù)及響應(yīng)的RMS值等。 計算過程中,MSC.NASTRAN不僅可以象其它有限元分析那樣利用已知 譜, 而且還可自行生成用戶所需的譜。

　　響應(yīng)譜分析

　　響應(yīng)譜分析(有時稱為沖擊譜分析)提供了一個有別于瞬態(tài)響應(yīng)的分析功能,在分析中結(jié)構(gòu)的 激勵用各個小的分量來表示, 結(jié)構(gòu)對于這些分量的響應(yīng)則是這個結(jié)構(gòu)每個模態(tài)的最大響應(yīng)的組合。

　　頻率響應(yīng)分析

　　頻率響應(yīng)分析主要用于計算結(jié)構(gòu)在周期振蕩載荷作用下對每一個計算頻率的動響應(yīng)。計算結(jié) 果分實部和虛部兩部分。 實部代表響應(yīng)的幅度, 虛部代表響應(yīng)的相角。

　　(a).直接頻率響應(yīng)分析

　　直接頻率響應(yīng)通過求解整個模型的阻尼耦合方程, 得出各頻率對于外載荷的響應(yīng)。 該類分析 在頻域中主要求解二類問題。 第一類問題是求結(jié)構(gòu)在一個穩(wěn)定的周期性正弦外力譜的作用下的 響應(yīng)。 結(jié)構(gòu)可以具有粘性阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼, 分析得到復(fù)位移、 速度、 加速度、 約束力、 單元力和單元應(yīng)力。 這些量可以進行正則化以獲得傳遞函數(shù)。

　　第二類問題是求解結(jié)構(gòu)在一個穩(wěn)態(tài)隨機載荷作用下的響應(yīng)。 此載荷由它的互功率譜密度所 定義。 而結(jié)構(gòu)載荷由上面所提到的傳遞函數(shù)來表征。 分析得出位移。加速度。 約束力或單元應(yīng)力的自相關(guān)系數(shù)。 該分析也對自功率譜進行積分而獲得響應(yīng)的均方根值。

　　(b) 模態(tài)頻率響應(yīng)

　　模態(tài)頻率響應(yīng)分析和隨機響應(yīng)分析在頻域中解決的二類問題與直接頻率響應(yīng)分析解決相同 的問題。 結(jié)構(gòu)矩陣用忽咯阻尼的實特征值分析進行了壓縮, 然后用模態(tài)坐標建立廣義剛度和質(zhì)量 矩陣。 該分析的輸出類型與直接頻率響應(yīng)分析得到的輸出類型相同。

　　MSC.NASTRAN V70.5版中增加了模態(tài)擴張法(殘余矢量法)來估算高階模態(tài)的作用,以確保參加計算的頻率數(shù)足以使模態(tài)法的響應(yīng)分析的計算精度顯著提高。同時在V70.5版中還采用了新的矩陣乘法運算方法, 使模態(tài)法的頻率響應(yīng)分析計算速度比以往提高50%。

　　4.8 聲學分析

　　MSC.NASTRAN中提供了完全的流體-結(jié)構(gòu)耦合分析功能。 這一理論主要應(yīng)用在聲學及噪音 控制領(lǐng)域, 例如車輛或飛機客艙的內(nèi)噪音的預(yù)測分析。 進一步內(nèi)容見后"流-固耦合分析"一節(jié)中 的相關(guān)部分。

軟件特色

　　MSC Nastran的是世界上使用最廣泛的有限元分析（FEA）求解器。當涉及到模擬壓力，動力，還是現(xiàn)實世界的震動以及復(fù)雜的系統(tǒng)時，MSC Nastran仍然是目前世界上最好的和最值得信賴的軟件。今天，有限元求解器是可靠和準確的，足以通過FAA和其他監(jiān)管機構(gòu)的認證，所以零件到復(fù)雜裝配的制造商都選擇了有限元求解器。

　　負責仿真原型制造的工程師和分析師面臨著巨大的挑戰(zhàn)，他們需要盡可能快的產(chǎn)生結(jié)果，從而能夠影響決策制定，并且結(jié)果要足夠準確，從而能夠讓他們的公司和管理者有信心用仿真取代物理樣機。在當今世界，沒有人有時間或預(yù)算花費在評價其有限元分析軟件的準確性上，所以必須知道它是正確的。

　　MSC Nastran是建立在由美國國家航空和航天管理局的科學家和研究人員所做的工作基礎(chǔ)上的，是值得信賴的設(shè)計，并且用在每個行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)系統(tǒng)。幾乎每一個航天器，飛機，以及在過去40年來設(shè)計的車輛都通過使用MSC Nastran進行了分析。近年來，我們已經(jīng)將了CAE最優(yōu)秀的科學家投入到MSC Nastran中，以擴大其力量和效率，從而確保了它能夠在目前持續(xù)維持世界最好的，最值得信賴的，最廣泛使用的有限元軟件的地位。新的模塊化打包讓您只得到您需要的部分，這使得您比以往擁有Nastran所花費的費用要少。

軟件優(yōu)勢

　　嵌入式疲勞分析

　　新版本集成了業(yè)界領(lǐng)先的疲勞分析能力在MSC.。工程師現(xiàn)在可以不需要結(jié)果輸出到一個單獨的疲勞解計算疲勞損傷與壽命使用MSC Nastran求解器。什么是一個后處理運動現(xiàn)在是分析過程中的一個組成部分，提供了多個優(yōu)點，其中之一是做重量優(yōu)化的能力，同時限制疲勞壽命。

　　-通過避免連續(xù)的過程步驟，在耐久性計算中實現(xiàn)顯著的時間節(jié)省。這減少了兩個計算時間（在一個場景中，傳統(tǒng)上花了8小時的疲勞分析，只花了38分鐘），并顯著提高了易用性（200個文件的過程減少到2）

　　-用戶現(xiàn)在可以進行設(shè)計優(yōu)化，結(jié)合疲勞分析，從而導(dǎo)致更好的設(shè)計，持續(xù)更長的時間。一個例子導(dǎo)致了一個24%的質(zhì)量減少，并在相同的時間疲勞壽命增加了14%

　　多孔材料模型

　　在汽車和飛機上廣泛使用的裝飾部件，以抑制振動和改善乘員艙的舒適性。新版本支持這些裝飾部件的彈性行為的流固相互作用的復(fù)雜的多物理建模分析車輛的噪聲性能，從而提高了模擬精度。

　　先進的非線性

　　新版本提供了額外的靈活性，在模型創(chuàng)建和功能，以提高系統(tǒng)分析的準確性。

　　-用戶定義的材料子程序進行了改進，使工程師能夠定義新的狀態(tài)變量和通過額外的內(nèi)部變量的能力

　　增強的相對運動能力，更好的非線性結(jié)構(gòu)的動態(tài)分析

　　這是由亞當斯在研究柔性體變形MNF文件現(xiàn)在可以出口以變形的形態(tài)以及

　　顯式非線性

　　改進的計算密集型的爆炸和一般流體結(jié)構(gòu)相互作用性能的幾個新功能（FSI）的應(yīng)用已經(jīng)在這個版本中實現(xiàn)。他們包括：

　　三維和二維三維軸對稱映射的歐拉求解器的三維和二維三維軸對稱映射。有了這個能力，用戶可以提高這些分析的計算速度，通過執(zhí)行一個或兩維的分析和映射的結(jié)果到一三維的網(wǎng)格時，需要考慮到一個結(jié)構(gòu)上的波的效果。

　　多個不同的點火時間的爆炸應(yīng)用程序的多個爆點分析多發(fā)性爆炸及其對結(jié)構(gòu)完整性的影響

　　-定義基于LS-DYNA的實證數(shù)據(jù)爆炸荷載的新方法

　　新LS DYNA圖書館基于LS-DYNA版本971s r6.0.0 MPP

　　- FSI算法來加快仿真時間的增強，超過60%的改善在單芯和多芯運行運行性能更好的看到。

相關(guān)應(yīng)用

　　設(shè)計改進與優(yōu)化

　　復(fù)合材料

　　非線性分析

　　噪聲與振動

　　多物理場

　　熱分析

　　結(jié)構(gòu)分析

　　轉(zhuǎn)子動力

　　MSC.Nastran 基本包包括：

　　Linear Statics

　　Normal Modes

　　Buckling

　　Connectors

　　Dynamics

　　Heat Transfer

　　Adams Integration

　　Unlimited Model Size

　　Direct Matrix Abstraction Programming（DMAP）

　　MSC.Nastran 基本包是必選的

　　MSC.Nastran 高級包包括：

　　Aero elasticity I

　　Dynamic Design Analysis Methord（DDAM）

　　Shared Memory Parallel（SMP）

　　MSC.Nastran 非線性包括：

　　Nonlinear

　　Marc Translator

　　Implicit Nonlinear

　　Implicit Nonlinear Shape Memory metals

　　Implicit Nonlinear Hemi Cube View Factors

　　MSC.Nastran 其他模塊有：

　　MSC Nastran ACMS

　　MSC Nastran Acoustics

　　MSC Nastran Aeroelasticity II

　　MSC Nastran Design Optimization

　　MSC Nastran Distributed Memory Parallel (DMP)

　　MSC Nastran Krylov Solver

　　MSC Nastran Rotor Dynamics

　　MSC Nastran Superelements

　　MSC Nastran Topology Optimization

　　MSC Nastran Implicit Nonlinear Multi-Processor

安裝方法

　　1、首先確保計算機是管理員賬戶

　　2、新建環(huán)境變量:

　　計算機右鍵屬性--高級系統(tǒng)設(shè)置--環(huán)境變量---用戶變量-新建-變量名

　　“LM_LICENSE_FILE”變量值“1700@計算機名”,比如我的計算機名是"gavdgka",

　　變量名就是"1700@gavdgka".計算機名可以從右鍵我的電腦屬性或控制面板所有控制面板項系統(tǒng) 中查到。

　　3、確保計算機打開了1700端口。由于之后的license獲取需要用到1700端口,而win7系統(tǒng)自帶的防火墻默認是關(guān)閉1700端口的,則需設(shè)置防火墻規(guī)則或干脆關(guān)閉系統(tǒng)自帶的防火墻。

　　4、禁掉除了有線網(wǎng)卡以外的所有網(wǎng)卡和連接,尤其注意安裝時禁掉無線網(wǎng)卡的連接。因為若不這樣,生成license.dat時就會生成包含錯誤信息的license,在控制面板網(wǎng)絡(luò)和 Internet網(wǎng)絡(luò)連接 中找到有限網(wǎng)卡的連接,其外全部要禁掉。

　　5、生成license

　　管理員身份運行MSC_Calc.exe(即筆者的MSC_Calc_20120701.exe), 會在當前目錄下生成一個license.dat文件。這個文件備用。

　　6、安裝licensing。

　　管理員身份運行MSC.Licensing_11.6_windows.exe,選擇licensing 安裝,……當被問及選擇一個license文件的時候點取上步的生成的license.dat文件, 繼續(xù)直到完成

　　7、確認license是否可用以及“服務(wù)”是否打開。從開始菜單中找到剛才安裝的msc.software的 msc.licensing中的flexlm,打開,點取config services標簽,把最下面的 qstart server at power up 和use services點上勾,再點取save services.點取start/stop/reread標簽,start server. 查看最下面的是否“successful”或者“be running”.如果沒有成功不能繼續(xù),

　　安裝Nastran

　　8、首先要安裝Nastran。用虛擬光驅(qū)加載Nastran的鏡像(MSC.MD.NASTRAN.2012.iso),運行setup.exe,選擇安裝Nastran。

　　9、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

　　10、當遇到要選擇license文件的時候直接輸入“1700@計算機名”點下一步就可以了。

　　11、當遇到選擇dictionary時,即是選擇Nastran臨時數(shù)據(jù)交換目錄(按照一般習慣,定義路徑為:d:SCRATCH)

　　安裝Patran

　　12、用虛擬光驅(qū)加載patran的鏡像(MSC.PATRAN.V2012-MAGNITUDE-DISK1.iso),運行setup.exe,安裝產(chǎn)品中選擇Patran 2012 和patran2012 for MD Nastran。

　　13、按步驟安裝,注意選擇安裝路徑時(即是彈出Destination Folder)要選擇英文的安裝路徑。

　　14、當遇到要選擇license文件的時候直接輸入“1700@計算機名”點下一步就可以了。

　　15、當遇到選定運行環(huán)境(分析后f06文件的保存位置)時,可任意選定。如D:Temp

　　關(guān)聯(lián)PATRAN 與NASTRAN

　　16、安裝完P(guān)atran后,一般程序會提示打開P3_TRANS.INI。所做的工作就是對此進行修改,如果程序沒有打開,可以在Patran安裝目錄下找到它,如D:MSC.SoftwarePatran2012

　　17、對P3_TRANS.INI修改。用記事本打開P3_TRANS.INI,

　　18、將其中的Alocalcommand2012=c:MSC.SoftwareMSC.Nastranbinnastran.exe

　　Acommand2012=c:MSC.SoftwareMSC.Nastranbinnastran.exe

　　改為

　　把這兩個路徑統(tǒng)統(tǒng)改為"Nastran的安裝路徑”binmdnast20121w.exe,如筆者的是D:MSC.SoftwareMD_Nastran20121binmdnast20121w.exe

　　19、2012即是所安裝的版本號,mdnast20121w.exe是要關(guān)聯(lián)的文件。

　　20、修改的目的就是要保證所關(guān)聯(lián)文件存在,所以最好先在Nastran安裝目錄下找到mdnast20121w.exe(2010版是mdnast2010w.exe ),然后復(fù)制它的位置,從而確保路徑的有效。

使用說明

　　abaqus適合非線性分析，尤其是接觸分析。

　　nastran在線性結(jié)構(gòu)分析方面占有大量市場，比如現(xiàn)在的很多飛機設(shè)計院采用nastran進行分析還是標準。

　　ansys應(yīng)該是有限元行業(yè)的老大，它購買了很多求解器來擴充它的使用范圍，比如fluent和ls-dyna。這樣使得ansys可以處理沖擊和流體問題。

　　高性能計算

　　與求解器和并行處理能力的增強，MSC Nastran提供各種分析方法的性能改進。更大的使用和GPGPU技術(shù)結(jié)果20% -在以前的版本在溶液的50%倍減少并行化，提供了一個機會，來模擬設(shè)計。

　　-改進支持GPU設(shè)備提高生產(chǎn)力

　　- DMP（分布式內(nèi)存并行）功能先進的非線性分析能力更有效（在分析時間減少57%為客戶實現(xiàn)模型）

　　-新的內(nèi)存管理，以盡量減少內(nèi)存使用，以節(jié)省在一個多用戶環(huán)境中的資源

新版特性

　　3.1 極高的軟件可靠性

　　MSC.NASTRAN是一具有高度可靠性的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件, 有著36年的開發(fā)和改進歷 史, 并通過50,000多個最終用戶的長期工程應(yīng)用的驗證。MSC.NASTRAN的整個研制及測試過程是在MSC公司的QA部門、美國國防部、國家宇航局、聯(lián)邦航空管理委員會(FAA)及核能委員會 等有關(guān)機構(gòu)的嚴格控制下完成的,每一版的發(fā)行都要經(jīng)過4個級別、 5,000個以上測試題目的檢驗。

　　3.2 優(yōu)秀的軟件品質(zhì)

　　MSC.NASTRAN的計算結(jié)果與其它質(zhì)量規(guī)范相比已成為最高質(zhì)量標準, 得到有限元界的一 致公認。 通過無數(shù)考題和大量工程實踐的比較,眾多重視產(chǎn)品質(zhì)量的大公司和工業(yè)行業(yè)都用MSC .NASTRAN的計算結(jié)果作為標準代替其它質(zhì)量規(guī)范。

　　3.3 作為工業(yè)標準的輸入/輸出格式

　　MSC.NASTRAN 被人們?nèi)绱送瞥缍鴱V泛應(yīng)用使其輸入輸出格式及計算結(jié)果成為當今CAE 工業(yè)標準,幾乎所有的CAD/CAM系統(tǒng)都競相開發(fā)了其與MSC.NASTRAN的直接接口,MSC.NAS TRAN的計算結(jié)果通常被視為評估其它有限元分析軟件精度的參照標準,同時也是處理大型工程項目和國際招標的首選有限元分析工具。

　　3.4 強大的軟件功能

　　MSC.NASTRAN不但容易使用而且具有十分強大的軟件功能。 通過不斷地完善, 如增加新的 單元類型和分析功能、提供更先進的用戶界面和數(shù)據(jù)管理手段、進一步提高解題精度和矩陣運算效益等等,使MSC公司以每年推出一個小版本、 每兩年推出一個大版本的速度為用戶提供MSC 新產(chǎn)品。

　　3.5 高度靈活的開放式結(jié)構(gòu)

　　MSC.NASTRAN全模塊化的組織結(jié)構(gòu)使其不但擁有很強的分析功能而又保證很好的靈活性, 用戶可針對根據(jù)自己的工程問題和系統(tǒng)需求通過模塊選擇、組合獲取最佳的應(yīng)用系統(tǒng)。此外, MSC .NASTRAN的全開放式系統(tǒng)還為用戶提供了其它同類程序所無法比擬開發(fā)工具DMAP語言。

　　3.6 無限的解題能力

　　MSC.NASTRAN對于解題的自由度數(shù)、帶寬或波前沒有任何限制，其不但適用于中小型項 目對于處理大型工程問題也同樣非常有效, 并已得到了世人的公認。MSC.NASTRAN已成功地解 決了超過5,000,000自由度以上的實際問題。

官方介紹

　　MSC軟件是一個十原軟件公司和全球領(lǐng)先的多學科仿真。作為一個值得信賴的合作伙伴，理學碩士軟件幫助企業(yè)提高質(zhì)量，節(jié)省時間，并降低成本與設(shè)計和測試制造的產(chǎn)品。學術(shù)機構(gòu)，研究人員和學生采用了碩士的技術(shù)，以擴大個人知識，以及擴大模擬的地平線。軟件在20個國家擁有1100名專業(yè)人員。有關(guān)MSC軟件的產(chǎn)品和服務(wù)，更多信息請訪問：

　　MSC軟件公司標志，模擬現(xiàn)實，MSC Nastran，亞當斯，ACTRAN，嘎納灰，DYTRAN，EASY5，賈景暉，Patran，碩士，MasterKey，保得加，simmanager MVision，SimDesigner，和SimXpert的商標或MSC軟件公司和/或其子公司的注冊商標在美國和/或其他國家的。NASTRAN是NASA的注冊商標。所有其他商標均屬于其各自所有者。