MacNeal-Schwendler Corporation
MSC/NASTRAN
Руководство пользователя
MSC/NASTRAN
Мусинова ВЦ-314
The MacNeal-Schwendler Corporation
Содержание
1. Описание конечно-элементной модели в MSC/NASTRAN 7
1.1. MSC/NASTRAN - что это такое? 7
1.2. Описание конструкции 8
1.2.1. Системы координат 8
1.2.2. Геометрия модели 9
1.2.3. Конечные элементы 9
1.2.4. Нагрузки 10
1.2.5. Граничные условия 10
1.2.6. Свойства материалов 11
1.3. Структура входного файла MSC/NASTRAN 11
1.3.1. Установки NASTRANa 13
1.3.2. Секция управления файлами 13
1.3.3. Секция управления выполнением задания 13
1.3.4. Секция управления расчетными случаями 13
1.3.5. Секция исходных данных 13
1.4. Пример модели в MSC/NASTRAN 14
1.5. Файлы, создаваемые в процессе решения 17
2. Положения, принятые в MSC/NASTRAN 18
2.1. Единицы измерений 18
2.2. Запись символов, целых и вещественных чисел 18
2.3. Свободный, малый и большой форматы полей 18
2.3.1. Малый формат 20
2.3.2. Свободный формат 22
2.3.3. Большой формат 23
2.4. Сетки разбиений и переходные сетки 24
2.5. Создание модели 25
2.6. Использование тестовых моделей 25
2.7. Пре- и постпроцессоры 26
3. Ввод координат 27
3.1. Узловые точки 27
3.2. Скалярные точки 28
3.3. Системы координат 29
3.3.1. Ввод ортогональной системы координат 31
3.3.2. Ввод цилиндрической системы координат 32
3.3.3. Ввод сферической системы координат 33
3.3.4. Системы координат элемента и материала 34
4. Элементы в MSC/NASTRAN 35
4.1. Одномерные элементы 36
4.1.1. CROD 37
4.1.2. CBAR 38
4.1.3. CBEAM 43
4.2. Двухмерные элементы 47
4.2.1. CQUAD4 и CTRIA3 48
4.2.2. CQUAD8 и CTRIA6 53
4.2.3. CQUADR и CTRIAR 54
4.2.4. Сдвиговой плоский элемент CSHEAR 54
4.2.5. Двухмерный элемент с трещиной CRAC2D 57
4.3. Трёхмерные элементы 59
4.3.1. СНЕХА, CPENTA и CTETRA 59
4.3.2. CTRIAX6 62
4.3.3. Трехмерный элемент с трещиной CRAC3D 63
4.4. Скалярные элементы 65
4.5. Ввод данных с помощью элемента GENEL 67
5. Ввод свойств материалов 69
5.1. Изотропный материал МАТ1 70
5.2. Двунаправленный анизотропный материал МАТ2 71
5.3. Осесимметричный ортотропный материал МАТЗ 72
5.4. Двунаправленный ортотропный материал MAT8 73
5.5. Материал с пространственной анизотропией МАТ9 74
5.6. Карта ввода свойств оболочки PSHELL 76
5.7. Элемент из композиционного материала РСОМР 77
6. Статические нагрузки 80
6.1. Задание нагрузок в узлах 81
6.2. Нагрузки, распределенные на одномерных элементах 82
6.3. Нагрузки, распределенные на поверхностях 83
6.4. Гравитационная и центробежная сила (GRAV, RFORCE) 85
6.4.1. Определение массовых характеристик модели 87
6.5. Предварительный натяг 87
6.6. Комбинирование нагрузок 88
6.7. Температурные нагрузки 90
6.7.1. Использование оператора SUBCOM 90
7. Граничные условия 92
7.1. Закрепления перемещений в отдельных узлах 92
7.2. Автоматическое закрепление в узлах (AUTOSPC) 94
7.3. Задание вынужденных перемещений в узловых точках (SPCD, SPC) 96
7.4. Связь перемещений в нескольких узлах 97
8. Жёсткие элементы 99
8.1. Описание жёстких элементов 100
8.2. Элемент RBAR 102
8.3. Элемент RBE2 102
8.4. Элемент RBE3 103
9. Руководство по моделированию 105
9.1. Правильный выбор элемента 105
9.1.1. Общие положения 106
9.1.2. Точечные элементы 106
9.1.3. Одномерные элементы 106
9.1.4. Двухмерные элементы 107
9.1.5. Трёхмерные элементы 108
9.1.6. Жёсткие элементы 108
9.2. Частота сетки разбиения 109
9.3. Сетки в переходных зонах 109
9.3.1. Переход от крупной к мелкой сетке 109
9.3.2. Переходные зоны между элементами разных типов 111
9.4. Напряжения в узловых точках 112
9.4.1. Вычисление и вывод напряжений в узловых точках 112
9.4.2. Топологический метод 113
9.4.3. Геометрический метод 116
9.4.4. Напряжения в особых точках 116
9.5. Правильно заданое нагружение 118
9.6. Симметрия 120
10. Верификация модели 123
10.1. Использование возможностей графического препроцессора 123
10.1.1. Масштабирование элементов 123
10.1.2. Удаление затененных линий на изображении модели 123
10.1.3. Визуализация свободных граней/ребер 123
10.1.4. Эффект застежки-"молнии" 123
10.1.5. Проверка пространственной ориентации и смещения балочных элементов 124
10.1.6. Визуализация элементов-двойников и узлов-двойников 124
10.1.7. Распределение свойств материалов и элементов 124
10.1.8. Изображение нормалей плоских элементов 124
10.2. Вывод энергии деформаций 124
10.3. Инструменты диагностики в NASTRANe 126
10.3.1. Проверка элементов 126
10.3.2. Проверка геометрии элементов CQUAD4 126
10.3.3. Проверка геометрии элементов СНЕХА 127
10.3.4. Определение центра тяжести и моментов инерции 128
10.3.5. Выявление механизмов и вырожденных степеней свободы в модели 130
10.3.6. Проверка заданных нагрузок. 132
10.3.7. Проверка сил реакций 132
10.3.8. Проверка конструкции нагружением "lg" 133
10.3.9. Проверка равновесием незакрепленной модели 133
10.3.10. Проверка равновесия от температурного нагружения 133
10.3.11. Равновесие сил в узловой точке 134