新编MD Nastran有限元实例教程PDF电子书下载

第1章　MD Nastran简介 1

1.1　MSC.Software公司与Nastran 1

1.1.1　MSC.Software公司概况 1

1.1.2　Nastran历史 2

1.2　MD Nastran的分析功能 4

1.3　MD Nastran程序的组织框架 7

1.4　MD Nastran的输入文件 7

1.4.1　文件管理段 8

1.4.2　问题定义段 8

1.5　MSC Patran与MD Patran 8

第2章　线性静力分析 10

2.1　概述 10

2.1.1　线性静力分析的基本假设 10

2.1.2　弹性力学问题的基本方程 10

2.1.3　线弹性力学的有限元方法 12

2.1.4　MD Nastran线性静力分析过程 13

2.2　梁杆结构分析 13

2.2.1　一维线弹性杆单元ROD 13

2.2.2　等截面弯曲梁单元BAR 14

2.2.3　变截面弯曲梁单元BEAM 19

2.2.4　曲线梁单元BEND 21

2.3　板壳结构分析 23

2.3.1　剪力板单元SHEAR PANEL 23

2.3.2　壳体单元SHELL 24

2.3.3　曲壳单元 27

2.4　实体结构分析 28

2.4.1　三维实体单元的定义 28

2.4.2　三维实体单元的属性 29

2.4.3　单元坐标系 30

2.4.4　应力和应变计算 31

2.5　线性静力分析实例 31

第3章　线性动力分析 43

3.1 概述 43

3.1.1 基本概念 43

3.1.2　MD Nastran动力分析类型 44

3.1.3　MD Nastran动力分析过程 44

3.2　运动方程 45

3.2.1　运动方程简介 45

3.2.2　运动方程求解 46

3.2.3　质量 48

3.2.4　阻尼 49

3.3　特征值分析 51

3.3.1　实特征值分析 51

3.3.2　实特征值计算方法 52

3.3.3　实特征值分析控制卡片 53

3.3.4　实特征值分析实例 54

3.3.5　复特征值分析 60

3.4　频率响应分析 61

3.4.1　直接频率响应分析 61

3.4.2　模态频率响应分析 62

3.4.3　直接法与模态法的比较 64

3.4.4　频率响应分析实例 64

3.5　瞬态响应分析 73

3.5.1　直接瞬态响应分析 73

3.5.2　模态瞬态响应分析 75

3.5.3　直接法与模态法比较 77

3.5.4　求解的积分时间步 78

3.5.5　瞬态响应分析实例 78

3.6　响应谱分析 86

3.6.1　响应谱分析概述 86

3.6.2　响应谱分析实例 87

3.7　随机振动分析 96

3.7.1　随机振动分析概述 96

3.7.2　随机振动分析实例 96

第4章 高级非线性分析 102

4.1 概述 102

4.1.1　非线性问题 102

4.1.2　非线性问题的一般求解方法 103

4.1.3　非线性分析的控制卡片 104

4.1.4　SOL 400模块的分析功能 105

4.2　材料非线性分析 106

4.2.1　弹性材料行为 106

4.2.2　弹塑性材料行为 107

4.2.3　材料非线性分析实例 111

4.3　屈曲分析 119

4.3.1　屈曲分析分类 119

4.3.2　屈曲分析实例 121

4.4　非线性静动力分析实例 135

4.4.1 问题描述 135

4.4.2　分析过程 136

第5章　隐式非线性分析 146

5.1　概述 146

5.1.1　SOL 600模块的分析功能 146

5.1.2　SOL 600模块的求解流程 147

5.2　接触 147

5.2.1　接触问题的描述方法 147

5.2.2　接触算法的基本流程 148

5.2.3　接触体的定义 148

5.2.4　刚体运动描述 151

5.2.5　接触探测 152

5.2.6　模拟摩擦 154

5.2.7　模拟分离 156

5.3　接触分析实例 156

5.3.1　二维接触分析实例 156

5.3.2　三维接触分析实例 168

5.4　橡胶材料特性的分析 176

5.4.1　概述 176

5.4.2　弹性体的宏观行为 177

5.4.3　Mooney材料 178

5.4.4　Rivilin表达式 179

5.4.5　Ogden模型 180

5.4.6　MD Nastran模拟橡胶材料 181

5.4.7　橡胶材料分析实例 181

第6章　显式非线性分析 189

6.1　概述 189

6.1.1　SOL 700模块的分析功能 189

6.1.2　SOL 700模块的文件系统 190

6.1.3　显式时间积分方法 190

6.2　侵彻分析 192

6.2.1　材料本构关系 192

6.2.2　实例分析 193

6.3　鸟撞分析 203

6.3.1　材料本构关系 204

6.3.2　实例分析 204

第7章　复合材料的建模与分析 216

7.1　概述 216

7.1.1　MSC产品的支持 216

7.1.2　有关复合材料的概念 216

7.2　使用MD Patran创建复合材料 217

7.2.1　MD Patran复合材料建模 218

7.2.2　失效准则分析 222

7.3　使用Laminate Modeler创建复合材料 227

7.4　复合材料整流罩的建模 231

7.5 双曲率曲面铺层及剪口使用 238

第8章　MD Nastran结构优化分析 244

8.1　概述 244

8.1.1　MD Nastran的优化功能 244

8.1.2　基本优化问题描述 245

8.2　尺寸优化 246

8.2.1　问题描述 246

8.2.2　建立有限元模型 247

8.2.3　建立优化过程 255

8.2.4　提交优化计算任务 259

8.2.5　优化结果的显示 261

8.3　MD Nastran优化求解文件分析 263

8.3.1　定义优化参数 263

8.3.2　分析类型 264

8.3.3　设计变量 265

8.3.4　设计响应 268

8.3.5　目标函数 270

8.3.6　定义约束 270

8.3.7　定义输出控制 273

8.4　MD Nastran形状优化 274

8.4.1　基础向量的概念 274

8.4.2　手动结点输入法 276

8.4.3　基于形状直接输入法的形状优化 277

8.4.4　基于解析边界法的形状优化 290

8.5　MD Nastran的拓扑优化 307

8.5.1　简介 307

8.5.2　平板结构的拓扑优化 308

第9章　流固耦合 315

9.1　概述 315

9.2　虚拟质量法 315

9.2.1　虚拟质量法描述 315

9.2.2　MD Nastran虚拟质量法实现 316

9.2.3　实例分析 318

9.3　附加质量法 331

9.3.1　附加质量法描述 331

9.3.2　实例分析 332

第10章　刚性单元及连接分析 336

10.1　多点约束MPC 336

10.1.1　MPC的用途 336

10.1.2　MPC的定义 337

10.2　刚性单元和约束单元 337

10.2.1　两结点间的刚性连接RBAR 338

10.2.2　一般刚性约束单元RBE2 339

10.2.3　加权平均约束单元RBE3 339

10.2.4　壳与实体的过渡单元RSSCON 340

10.3　连接单元 341

10.3.1　CWELD单元的定义 342

10.3.2　CWELD单元的属性 344

10.3.3　CWELD单元的输出 344

10.3.4　CFAST单元简介 345

10.3.5　CSEAM单元简介 345

10.3.6　连接单元分析实例 346

第11章　DMAP语言介绍 360

11.1　概述 360

11.1.1　DMAP语言的特点 360

11.1.2　DMAP的应用及MD Nastran的输入输出文件 361

11.1.3　DMAP的格式 362

11.1.4　DMAP中的参数、表、以及矩阵概念 363

11.1.5　创建DMAP函数 364

11.2　DMAP的参数 365

11.2.1　一个参数应用的例子 365

11.2.2　DMAP参数的定义 367

11.3　DMAP的模块 372

11.3.1　DMAP中信息的输入和矩阵的读写 372

11.3.2　矩阵的操作 379

11.4　DMAP子程序的形式 386

11.4.1　subDMAP的格式 386

11.4.2　MD Nastran中矩阵的命名规则 387

11.4.3　查看SOL列表 387

11.4.4　结构求解序列 391

11.5　修改已有的DMAP求解序列 392

11.5.1　确定更改位置 393

11.5.2　ALTER语句 393

11.5.3　一个修改SOL 101的DMAP算例 394

第12章　复杂工况分析 401

12.1　概述 401

12.2　汽车盖板分析 401

12.3　飞机起落架分析 416

参考文献 426