第1章 Nastran的输入文件和输出文件 1
1.1 计算机辅助工程概述 1
1.1.1 计算机辅助工程的含义 1
1.1.2 有限元计算的重要性 2
1.1.3 Nastran概述 3
1.2 Nastran的输入文件和输出文件 5
1.2.1 静力学分析实例 5
1.2.2 Nastran输入文件的构成 7
1.2.3 Nastran的输入数据的类型 8
1.2.4 Nastran的单位制 8
1.2.5 Nastran输入文件的数据格式 9
1.2.6 在输入文件中添加注释 10
1.2.7 Nastran的输出文件 10
1.3 Nastran的命令 11
1.4 文件管理命令 12
第2章 Nastran有限元模型的材料及属性 15
2.1 各向同性材料 15
2.1.1 各向同性材料的力学关系 15
2.1.2 各向同性材料的定义 16
2.2 正交各向异性材料 19
2.2.1 三维单元正交各向异性材料 19
2.2.2 二维单元正交各向异性材料 20
2.3 各向异性材料 21
2.3.1 二维单元各向异性材料 21
2.3.2 三维单元各向异性材料 23
2.4 热传递材料 24
2.4.1 各向同性热材料 24
2.4.2 各向异性热材料 25
2.4.3 热辐射材料的定义 26
2.5 流体材料的定义 27
2.6 非线性材料 28
第3章 Nastran的有限元几何模型 29
3.1 坐标系 29
3.1.1 坐标系的分类 29
3.1.2 局部坐标系的创建 30
3.2 节点和标量点 31
3.2.1 节点与标量点 31
3.2.2 节点的定义 32
3.2.3 标量点的定义 33
3.3 零维单元及其属性 34
3.3.1 标量质量单元 34
3.3.2 标量质量单元的属性 35
3.3.3 标量弹簧单元 36
3.3.4 标量弹簧单元的属性 37
3.3.5 标量阻尼单元 37
3.3.6 标量阻尼单元的属性 38
3.4 一维单元及其属性 39
3.4.1 CROD单元 39
3.4.2 CROD单元的属性 40
3.4.3 CTUBE单元 40
3.4.4 CTUBE单元的属性 40
3.4.5 CBEND单元 41
3.4.6 CBEND单元的属性 42
3.4.7 CBAR单元 43
3.4.8 CBAR单元的属性 46
3.4.9 CBEAM单元 46
3.4.10 CBEAM单元的属性 47
3.4.11 CVISC单元 52
3.4.12 CVISC单元的属性 52
3.5 二维单元及其属性 52
3.5.1 CQUAD4单元 52
3.5.2 CQUAD8单元 53
3.5.3 CTRIA3单元 54
3.5.4 CTRIA6单元 55
3.5.5 CQUADi单元和CTRIAi单元的属性 55
3.5.6 CSHEAR单元 56
3.5.7 CSHEAR单元的属性 57
3.5.8 CRAC2D单元 57
3.5.9 CRAC2D单元的属性 58
3.6 三维单元及其属性 58
3.6.1 CTETRA单元 59
3.6.2 CPENTA单元 59
3.6.3 CHEXA单元 60
3.6.4 CTETRA单元、CPENTA单元和CTRIAX单元的属性 61
3.6.5 CTRIAX6单元 61
3.6.6 CTRIAX单元 62
3.6.7 CQUADX单元 62
3.7 R单元 63
3.7.1 RROD单元 63
3.7.2 RBAR单元 64
3.7.3 RTRPLT单元 64
3.7.4 RBE1单元 65
3.7.5 RBE2单元 65
3.7.6 RBE3单元 66
3.7.7 RSPLINE单元 67
3.7.8 RSSCON单元 67
3.8 特殊单元及其属性 68
3.8.1 CBUSH单元 68
3.8.2 CBUSH单元的属性 68
3.8.3 CBUSH1D单元 69
3.8.4 CBUSH1D单元的属性 70
3.8.5 CWELD单元 71
3.8.6 CWELD单元的属性 72
3.8.7 CGAP单元 72
3.8.8 CGAP单元的属性 73
3.8.9 CONM1和CONM2单元 74
3.8.10 接触单元及其属性 74
第4章 Nastran有限元模型的约束和载荷 77
4.1 添加约束 77
4.1.1 单点约束 77
4.1.2 自动添加约束 78
4.1.3 多点约束 79
4.2 静态载荷 79
4.2.1 节点集中力 80
4.2.2 节点集中力矩 81
4.2.3 分布载荷 82
4.3 惯性载荷 84
4.4 温度载荷 85
4.4.1 节点温度 85
4.4.2 单元温度 85
4.5 强迫位移和强迫运动 86
4.6 动态载荷 87
4.6.1 时间动态载荷 87
4.6.2 频率动态载荷 90
4.6.3 随机激励 92
4.7 组合载荷 92
4.7.1 静态载荷的组合 92
4.7.2 动态载荷的组合 93
第5章 Nastran输入文件的执行控制与工况控制 95
5.1 执行控制部分 95
5.2 工况控制命令 97
第6章 静力学计算 106
6.1 集中力静力学计算 106
6.1.1 问题描述 106
6.1.2 创建节点 106
6.1.3 创建材料和属性 107
6.1.4 创建单元 108
6.1.5 创建约束 108
6.1.6 定义载荷 109
6.1.7 指定求解序列 109
6.1.8 定义载荷工况 109
6.1.9 计算并查看结果 110
6.2 标量单元的应用 112
6.2.1 问题描述 112
6.2.2 生成bdf文件 112
6.2.3 计算并查看结果 113
6.3 梁单元和杆单元的应用 114
6.3.1 问题描述 114
6.3.2 生成bdf文件 114
6.3.3 计算并查看结果 117
6.4 惯性释放 117
6.4.1 惯性释放的概念 117
6.4.2 导弹的惯性释放计算 118
第7章 特征值计算 121
7.1 提取线性特征值 121
7.1.1 问题描述 121
7.1.2 生成bdf文件 122
7.1.3 提交计算并查看结果 123
7.2 线性屈曲 124
7.2.1 问题描述 124
7.2.2 创建bdf文件 125
7.2.3 提交计算并查看结果 126
第8章 动态计算 128
8.1 瞬态响应计算 128
8.1.1 问题描述 128
8.1.2 模态计算 129
8.1.3 创建直接瞬态响应的bdf文件 130
8.1.4 求解计算并查看结果 132
8.1.5 创建模态瞬态响应的pdf文件 133
8.2 频率响应 133
8.2.1 创建直接频率响应的bdf文件 134
8.2.2 求解计算并查看结果 136
8.2.3 创建模态频率响应的bdf文件 137
8.3 直接强迫运动分析 137
8.3.1 问题描述 137
8.3.2 生成直接强迫运动的pdf文件 138
8.3.3 提交计算并查看计算结果 140
8.4 大质量强迫运动 141
8.4.1 生成大质量强迫运动的pdf文件 141
8.4.2 提交计算并查看计算结果 143
第9章 非线性分析 144
9.1 非线性单元分析 144
9.1.1 问题描述 144
9.1.2 生成bdf文件 144
9.1.3 提交计算并查看计算结果 147
9.2 材料非线性分析 148
9.2.1 问题描述 148
9.2.2 生成bdf文件 148
9.2.3 提交计算并查看计算结果 151
9.3 大变形 152
9.3.1 问题描述 152
9.3.2 生成bdf文件 153
9.3.3 提交计算和查看结果 155
第10章 优化和灵敏性分析 156
10.1 优化和灵敏性分析的相关数据卡 156
10.1.1 优化和灵敏性分析的流程 156
10.1.2 工况控制部分 157
10.1.3 设计变量的定义 159
10.1.4 方程的定义 161
10.1.5 优化目标的定义 162
10.1.6 约束的定义 166
10.1.7 灵敏性分析数据的输出 167
10.2 优化和灵敏性分析实例 167
10.2.1 汽车灵敏性分析 167
10.2.2 悬臂梁的质量优化 170
10.2.3 桁架的质量优化 175
第11章 超单元的使用 180
11.1 超单元的定义 180
11.1.1 单级超单元与多级超单元 180
11.1.2 超单元的定义 182
11.1.3 超单元之间的连接 184
11.1.4 旋转或移动超单元 186
11.1.5 多工况 186
11.2 超单元计算实例 188
11.2.1 超单元静力学计算 188
11.2.2 超单元模态计算 191
第12章 用Patran做前后处理 194
12.1 Patran基本操作 194
12.1.1 建立Patran的工作目录 194
12.1.2 Patran的界面 194
12.1.3 创建组 196
12.1.4 设置元素的显示／隐藏 197
12.1.5 设置元素的颜色 197
12.2 在Patran中建立几何模型 198
12.2.1 导入几何模型 198
12.2.2 在Patran中直接建立几何模型 199
12.2.3 在Patran中划分网格 202
12.2.4 在Patran中定义材料 202
12.2.5 在Patran中定义单元的属性 203
12.3 在Patran中进行静力学计算 204
12.3.1 静力学计算 204
12.3.2 对称计算 206
12.4 模态计算 210
12.5 瞬态响应计算 211
12.6 频率响应计算 216