patran培訓教材有限元分析

TOC\o"1-5"\h\z第一章Patran基石出知識2第二章懸臂梁的有限元建模與變形分析12第三章受熱載荷作用的薄板的有限元建模與溫度場求解20第四章帶孔平板的受力分析（平面）23第五章厚壁圓筒的受內壓作用時的應力分析27第六章受壓力載荷作用時板的受力分析31第七章板的模態(tài)分析34第八章板的瞬態(tài)響應分析37第九章板的頻率響應分析40第十章提取車架中性面的模態(tài)分析43第一章Patran基礎知識一.Patran的用戶界面介紹Patran具有良好的用戶界面，清晰、簡單、易于使用且方便記憶，其用戶界面如圖Patran具有良好的用戶界面，清晰、簡單、易于使用且方便記憶，其用戶界面如圖1T所示。圖1-1patran界面按照各部分的功能，可將Patran界面劃分為四個區(qū)域：菜單和工具欄區(qū)、操作面板區(qū)、圖形編輯區(qū)、信息顯示和命令行輸入?yún)^(qū)。下面，就分別對這幾個區(qū)域進行介紹。.菜單和工具欄區(qū)如圖1-2所示，patran的界面上有一行菜單，兩行工具欄。/菜單欄/工具欄■SC.百同國。呂生廣口/外舒即勢爭中中令S鼻a9?書i,疝i一二””造。L寸，嗎（2?04…2u阻00*匕@<3??|、，?/七NRJ陽+1L，a4:歸，fla*erialsFroy-trL*虱CFoelB?Ai^lyr:?HPlot\,應用菜單按鈕圖1-2菜單工具欄Patran的菜單是該軟件的重要組成部分，使用菜單項，可以完成多設置和操作。本來，菜單與各種工具是配合使用的，兩者是不能獨立區(qū)分的。這里對菜單欄進行簡單的介紹，一般情況下，Patran有九個主菜單項，如圖卜2所示，文件

管理（File）菜單主要用于Patran數(shù)據(jù)庫文件的打開/關閉，同時也用來從其他CAD系統(tǒng)輸入模型；組（Group）菜單主要用丁一組的操作，作用類似CAD系統(tǒng)中的“層”；視窗管理（Viewport）菜單用于視窗設置；視圖操作（Viewing）菜單用于圖形顯示設置，包括了工具欄中一些工具的功能：元素顯示管理（Display）菜單用于設置各種元素的顯示方式；參數(shù)設置（Preferences）菜單用于選擇求解器，定制用戶自己的環(huán)境等操作：工具選項（Tools）菜單中提供了許多非常有用的工具；在線幫助（Help）菜單為使用者提供在線幫助。工具欄各工具功能見表一：表一PatranI：具欄各工具功能列表工具圖標工具名稱功能介紹DFileNew建立一個新的Patran數(shù)據(jù)庫文件。司FileOpen打開一個己經(jīng)存在的Patran數(shù)據(jù)庫文件。FileSave保存一個正在編輯的模型到一個數(shù)據(jù)庫文件。昌Print打印當前編輯區(qū)的圖形。圄CopytoClipboard將選定內容拷貝到剪切板。Undo取消上一,次操作?！鯝bort終止當前正在運行的工作，例如正在進行網(wǎng)格劃分，單擊該工具，可停止網(wǎng)格劃分。Resetsiapliicb顯示設置復位。Refreshgiapliics刷新當前屏幕內容。MouserotateXY中鍵操作（木工具和下面三個工具都是針對三鍵鼠標的），選中該工具，可用鼠標中鍵在編輯區(qū)內托動模型沿任意軸轉動。1MouserotateZ中鍵操作，選中該工具，可用鼠標中鍵在編輯區(qū)內托動模型以Z坐標軸為軸轉動。皆］MousetraslateXY中鍵操作，選中該「?具，可用鼠標中鍵在編輯區(qū)內托動模型在XY平面內平移。父Mousezoom中鍵操作，選中該工具，可用鼠標中鍵在編輯區(qū)內改變模型大小比例（按住鼠標中鍵不放，在編輯區(qū)內托動）。

工具圖標工具名稱功能介紹倒Viewcomers顯示局部內容，當需要對模型的某一局部仔細觀察而要放大時，選中該［具，在用鼠標左鍵在編輯區(qū)內需要放大的部分劃出一矩形，則矩形內的區(qū)域被放大顯示。空］Fitview模型顯示歸位，當由于局部放大、旋轉、平移等操作而使模型不能全部顯示時，單擊該1:具，可是模型回到編輯區(qū)的中心位置，同時自動調節(jié)其大小，使其顯示適當?！?Viewcenter以編輯區(qū)中心點和鼠標堆擊點形成的矢量（根據(jù)其大小和方向）平移模型。Ratationcenter選擇一個點作為模型旋轉的中心點，這些點可以是幾何點、節(jié)點、空間點。?Moledcenter選擇一個點，使其所在的位置處于視窗的中心位置來顯示。巴Zoomout縮小圖形。Zoomiii放大圖形。創(chuàng)Wirefi-ame以線框形式顯示實體，不做消隱處理。■Hiddenline以線框形式顯示實體，但要做消隱處理，被遮擋的部分將不會被顯示出來。Smoothshaded以光滑的實體形式顯示實體，接近于真實世界人眼所看到的情況。Ek□Showlabels顯示元素的標號?！銃Hidelabels隱臧元素的標號。±JFrontview前視圖。Rearview后視圖。鏟Topview俯視圖。

VKBottomview仰視圖。Leftsideview左側視圖。旦RislitsideJview由側視圖。閭Iso1viewISO1視圖。1Iso2viewISO2視圖。Iso3viewISO3視圖。X@Iso4viewISO4視圖。%Plot/Eraseform圖形顯示管理。也Labelcontrol出現(xiàn)?個面板，用以控制被選定實體的標簽的顯示。Pointsize以小點的形式顯示點/以小園圈的形式顯示點。。葉Nodesize以小點的形式顯示節(jié)點/以小園圈的形式顯示節(jié)點。由1Displaylilies顯示曲面內部的曲線。史MSCResourcesSeivices打開網(wǎng)絡瀏覽器，時實連接MSC公司的在線技術支持網(wǎng)站。2狀態(tài)標志靜止表示等待用戶輸入，轉動表示正在運行。.GeometryGeometiy打開【Geomnetry】操作面板,進行幾何操作。ElementsElements打開【Elements】操作面板,進行網(wǎng)格劃分。4Loads/BCsLoadsZBCs打開［Loads/BCs］操作面板,定義載荷和邊界條件。工具圖標工具名稱功能介紹

工具圖標工具名稱功能介紹E?MaterialsMaterials打開【Materials】操作面板,定義材料。衿PropertiesProperties打開［Piopeities］操作面板,給單元附加屬性。ULoadCa…Loadcases打開【Loadcases】操作面板,定義「況。FieldsFields打開［Fields］操作面板,定義場。AnalysisAnalysis打開【Analysis】操作面板，進行分析計算。oResultsResults打開【Results】操作面板,顯示分析結果°等InsightInsight打開【Insight】操作面板,進行分析結果處理巳XYPlotXYPlot打開【XYPlot】操作面板，進行曲線/圖形處理。2.操作面板區(qū)，圖形編輯區(qū)和信息顯示和命令輸入?yún)^(qū)由工具按鈕和菜單選項打開的各種面板一般都顯示在patran界面的右側,即操作面板區(qū)。圖形編輯區(qū)主要用來顯示模型，用戶可以在該區(qū)域用鼠標對模型進行操作。Patran中的所有操作行為都會顯示在信息顯示窗口。例如，patran執(zhí)行了那些PCL命令，系統(tǒng)進行了哪些設置，錯誤信息等都會在該區(qū)域顯示出來。/圖形編輯區(qū)操作面板區(qū)、信息顯示和命令輸入?yún)^(qū)圖操作面板區(qū)、信息顯示和命令輸入?yún)^(qū)圖1-3—.Patran中數(shù)據(jù)的輸入方法.用鼠標從屏幕上拾取對象用鼠標從屏幕上拾取對象主要是通過鼠標左建、右鍵和鍵盤的功能鍵“Ctrl”、“Shift”的協(xié)同操作來完成數(shù)據(jù)的輸入。具體方法如下：鼠標左鍵：選擇一個對象，操作時，將鼠標移動到要選擇的對象上，這時，可能被選取對象將會以顏色變化、高亮度顯示、出現(xiàn)一個小圓圈等方式顯示，以提示用戶，當用戶確認所選對象后，單擊鼠標左鍵，則該對象會被選取，如果用戶用左鍵連續(xù)選取兩個個以上的對象，則只有最后一個被選中的對象有效（在選擇對象前，應先用鼠標左鍵確認要接受輸入的數(shù)據(jù)輸入文本框，下同）。Shift+鼠標左鍵：選擇多個對象，這種方法是以追加的方式進行的，操作時,按住Shift鍵，同時用鼠標左鍵選取所要選擇的對象，則所選擇的對象都會被選取。用矩形框選擇（鼠標左鍵）：選擇多個對象，操作時，在屏幕上按住鼠標左鍵，拖出一個矩形框來，則被矩形框所包圍的介法對象都公被選中。這里所說的合法是指滿足輸入的要求，例如要求輸入的是點對象，則被矩形框所包圍的對象中只有點對象會被選中。Ctrl+鼠標左鍵：用多邊形框選取多個對象，類似于矩形框選擇方法。操作時，按住Ctrl鍵，同時用鼠標左鍵在屏幕上選擇若干點位置，則系統(tǒng)會將這點依次連線形成一個多邊形框，則被包圍在矩形框中的對象會被選中。這種方法適合于形狀不規(guī)則的復雜模型。鼠標右鍵：取消一個已選中對象。操作時:將鼠標移動到所要操作的對象上,單擊右鍵，則先前已被選定的該對象將會被取消。該方法用于從已選對象組中剔除不合適的對象。.按語法從鍵盤直接輸入Patran中的所有對象元素都是有標號的，這樣可以方便的區(qū)分對象，也可以有效地進行管理和操作，比如借助于標號進行選擇輸入。Patran中根據(jù)標號輸入有一套完整的語法規(guī)定，用戶可以按照這些規(guī)定方便的輸入對象。下面，通過例子來加以說明。1幾何編號關鍵字有point、curve^surface^solid。點的輸入：例如要輸入一個點，可用鍵盤輸入“point8"（表示輸入標號為8的點），“point379”（表示輸入標號為3、7、9的點），“point3:7”（表示輸入標號從3到7的點），“point5:18:2”（表示輸入標號從5開始到18結束，間隔為2的點,即輸入標號為5、7、9、11.…17的點），“curve3.2”（輸入標號為3的曲線的第2個點），“surface7.2.2”（輸入標號為7的曲面的第2條邊的第2個點），“solid”（輸入標號為5的實體的第3個曲面的第2條邊的第1個點）等。線的輸入：要輸入曲線（直線），可用鍵盤直接輸入“curve3"（輸入標號為3的曲線），“surface3.1"（輸入標號為3的曲面的第1條邊），“solid7.2.2”（輸入標號為7的實體的第2個曲面的第2條邊）等。曲面的輸入：可直接鍵入“surface7”（輸入標號為7的區(qū)面），“solid5.1”（輸入標號為5的實體的第1個曲面）等。實體的輸入也類似于上邊點線面的輸入方法，可參照進行。FEM編號關鍵字有node、element（可簡寫為ele）節(jié)點的輸入：類似于幾何點的輸入，只是關鍵字不同，如“node3"，“node1711”，“node3:10"，“node1:18:3”等。單元的輸入：例如“element3","element3:9","element3:9:2","element3,712:18"（表示輸入標號為3、7、12、13、14……18的單元）等。直接輸入點的坐標Patran中用方括號”]”來表示坐標，坐標各分量之間可以用逗號斜杠”/*戈空格隔開，可以使用絕對坐標，也可以使用相對坐標，下面就以例子來說明。如“[0,7,8「，”[3.1/-17.5/19]”，“[0.318.29-17.0「，”[yp7yn80.3「（表示該點的x坐標與標號為7點的y坐標相同，y坐標與標號為8的節(jié)點的y坐標相同，z坐標是0.3）等。2.4直接輸入矢量Patran中用尖括號“<>”來表示矢量，類似于幾何點的輸入，各分量之間可以用斜杠“/”或空格隔開,如“<705>”。三.Patran建模和分析的一般流程MSC.Patran建模和分析的一般流程如圖1-4所示:圖1-4Patran分析流程圖四.一個典型工程問題的分析過程為了使讀者對Patran和Nastran的使用有一個初步的了解，下面給出一個典型工程問題的例子，這個例子包括了分析過程的幾個步驟：在輸入幾何模型、有限元網(wǎng)格模型、材料定義、單元屬性定義、邊界條件的定義、提交分析、結果顯示。此例是發(fā)動機活塞的有限元分析，其目的是檢驗該活塞的結構強度。活塞頂部受到向下的均布載荷為lOMPa,材料彈性模量E=2.1xl0"pa，泊松比以=0.3。lOMPa圖1-5.新建一個數(shù)據(jù)庫文件，【File】1）選擇菜單【File】-*New,文件名一輸入文件名piston,單擊OK10AnalysisCode-*MSC.Nastran,AnalysisType-*Structural,單擊—ok」。.導入CAD幾何模型選擇菜單[File]-*Import,Object-*Model,Somce-*Parasolidxmt?選擇piston.x_t,單擊阿仔|,單擊0K|o.劃分有限元網(wǎng)格，dements劃分網(wǎng)格：Action-*Create?Object->Mesh,Type-*Solid,ElemShape—fTet,MesherTetmesh,TopologyTetlO?InputList-*Solid1,選中AutomaticCalculation*單擊）Apply10141[.施加邊界條件，Uads/BC1）施加固定約束：Action-*Create,Object-*Displacement,Type-*Nodal?NewSetName-dis,單擊1nM聞…|,Translations*^1T2T3>-*<000>,Rotations<RlR2R3>-<000>,單彳ok|,單擊selectApplicationRegion選中Geometiy,SelectGeometryEntities-*Solid1.31.8,單擊HAdd|,單擊QKI，單擊Apply|o2）施加均布載荷：Action-*CreatetObject-*Pressure,Type-*ElementUnifonn,NewSetName-*Pre,TargetElementTypet-*3D,單擊]inputData…|Pressiue->1.0e7,單擊OK|>單擊sefectApplicationRegion…，選中Geometry,SelectSolidFaces-*Solid1.32,單擊Add|,單擊|ok單擊Applyo.定義材料屬性，Merisis定義材料：ActionCreate>Object—Isotropic,MethodfManualInput,MaterialName—steel,單擊I忤?Properties…|,ConstitutiveModel-*LinearElastict

ElasticModuhis-*2.lei1,PoissonRatio--0.3,單擊I0K|,單擊即刈除.定義單元屬性，Pr"er…1）定義單元屈性：Action-*Create,Object-*3D.Type-*Solid,PropeilySetName-*pro?Option（s）-*Homogeneous>StandardFonnulation,單擊inputProperties...,MaterialName-*Steel（在MaterialPropertySets中選擇），單擊。J,SelectMembers-*Solid1，單擊IAdd|，單擊Apply|o.進行分析，Analysis1）進行分析：ActionAnalyze,Object—EntireModel,Method—AnalysisDeck,JobName—piston,單擊Solution-ype..,SolutionI\pe-*LINEARSTATIC,單擊ok|apply。打開NASTRAN,選擇piston.bdf*單擊,Rg此時，Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastian的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object-*AttachXDB,Method-*ResultEntities,SelectResultFile,文件名一piston.xdb,單擊0K單擊Applyo這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理;&.后處理，RM，1）顯示應力云紋圖：Action—Create,Object—QuickPlot,SelectResultCases1Default,Al：StaticSubcasetSelectFringeResult-*StressTensor,Quantity-vonMises,單擊。此時，活塞模型的vonMises彎曲應力云紋圖就顯示出來，如圖1?6所示。MSCPatan200519-OooOo2206:111054009.Frngo:EofsultA1:St8ticSubcs$ezSitgogFrngo:EofsultA1:St8ticSubcs$ezSitgogTensor.91NOOtl842十00。_7724008702^00aB632-008I562+03&4924OOF，4.22t00.3.62208.282十008，212400&H1w00喟727-00?一28HOOfiLdefaULFnngeMax105Ao09@Nd6384Mn2.81*006@>Nd3784圖1-62）顯示位移變形圖：Action-*Create,Object-*QuickPlot,SelectResultCases-*Defaults1：StaticSubcase,SelectDefbnnationResult—DisplacementsTranslational,Quantity—?Magnitude,單擊_Apply_o此時，活塞模型的位移變

形圖就顯示出來,如圖1?7所示。MSC.P*g2JOE1%0“0622.10:07Dalonr:Doiauit.AlSiaticSubcesoDizplacomomsTrandaiartal,defaun..Delormaiiori:Max5.65004defaun..Delormaiiori:Max5.65004?Nd1612圖圖1-7第二章懸臂梁的有限元建模與變形分析一一維單元.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】1）【File】—New,文件名—beam-lD,ok|AnalysisCode-*MSC.Nastian,AnalysisType-*Stnichiral?冰|o.創(chuàng)建幾何模型，Geometry|1）創(chuàng)建幾何點：Action-*Create,Object-*Point,Method-*XYZ,Pointl-*[000]，去掉AutoExect即曲_|,Point2f[1000]Apply|。（注：AutoExecute和啊卜|不要同時選中，本文后面均泉選中AutoExecute）2）創(chuàng)建曲線：Action-*Create,Object—Curve,Method-*Point,Option-*2Point,Curve19StallingPointList-kpoint1,EndingPointList-"point2,即9卜I0.劃分有限元網(wǎng)格,1）建立網(wǎng)格種子：Action一Cieate,Object—MeshSeed,Type—Uniform,NumberofElement,Number-*40,CurveList—CurveL舸卜I。2）劃分網(wǎng)格：Action-^Create>Object—Mesh,Type—Curve,Topology—Bar2,CurveList—Curve1,ApplyIo.施加邊界條件，氣1）施加固定約束：Action—Create,Object->DisplacementsType—Nodal,NewSetName-dis1inputDate,,,,Translations<TlT2T3>-*<000>,Rotations<RlR2R3>fvo00>ok|,ITsefectAppBcafonRegion…，選中FEM,SelectNodes—NodebAdd[,IOK|,Apply]o2）施加均布載荷：ActionCreate.ObjectCIDDistributedLoad,Type-*ElementUnifomitNewSetName->CID1,TargetElementTypet->ID,InputData,DistrForce<FlF2F3>"*<0-1.0e50>,OKI,SelectApplicationRegion...,選中FEM,SelectIDElements->Elin1:40,0KApply|oEg.定義材料屬性，定義材料：Action-^Create,Object—Isotropic,MethodManualInput,MaterialName—steeLL_師次Properties.m9ConstitutiveModel—LinearElastic,ElasticModuhis-2.lell,PoissonRatio-*0.3,OK_Apply|o除.定義單元屬性，上_定義單元屬性：ActionCreatefObject—ID,TypeBeamtPropertySetNamefprol,Option（s）-GeneralSection>StandardFormulation,inputProperties...,單擊CreateSection,ActionCreate,Object—StandardShape,Method-NASTRANStandard,SectionName-*rect,單擊【>】，選擇■,W-0.05,H—Add0KLMaterialName-*Steel（在MaterialPropeitySets中選擇），BarOrientation-><0,1,0>,OKLSelectMembers—Curve1,

Add,_Appty_oR7.進行分析，^ysis1）進行分析：Action—Analyze,Object—EntireModel,Method—AnalysisDeck,JobNamebeam-1D,單擊SolutionType...；SolutionType-LINEARSTATIC,okJ,_Apply」。打開NASTRAN,選擇beam?lD.bdf,—=」。此時,Patran公將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastran的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object->AttachXDB,MethodResultEntities,ISelectResultsFile…卜文件名~beaill-1D.Xdb,OKApply這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理。8.1）后處理,Results顯示應力云紋圖:ActionCreatetObject-QuickPlot,SelectResultCases8.1）后處理,Results顯示應力云紋圖:ActionCreatetObject-QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcasetSelectFringeResultBarStressestBending,Quantity—vonMises6.000086.60^0085204008,_加曲o此時，有限元模型的vonMises彎曲應力云紋圖就顯示出來，如圖2-1所示。6.000086.60^0085204008MSC.Petran20U531-Ma/-U71937:11Fringe:DefaultAlStoticSubccse,BarStressesBending,vonMiseszAtPointC4.80^0084400084co7083607083.20+008.5.70-0032.80008.5.70-0032.800082.40+0082.0000越1.60+008120+0088004-0074000075.70-003IdetaulLFririgeMax6.00*008<§>Nd1Min5.70-003?Nd41圖2?12）顯示位移云紋圖：ActionCreate,Object-QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcase,SelectDefbnnationResultDisplacementsTranslationaLQuantity-*Magnitude,Apply。此時，有限元模型向位移變形圖就顯示出來,

如圖2-2所示。MSCPetren200531-卜伯廣071938:00Delurrn.DRtiullA1StaticSuJudisezDispldujern=jrrszTransIaliontiL圖2-2圖2-2deiauli_Deforrnation:Max1.44-001@Nd4l二.2維單元.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】[File]—New,文件名-*beam-2D*0K|AnalysisCode-*MSC.Nastran,AnalysisType—Structural,0KJ。.創(chuàng)建幾何模型，Geometry1）創(chuàng)建幾何點:Action-*Create,Object—Point,Method-XYZ,Pointl-*[000],apply,Point2-*[1000],Point3f[010],apply?Point4->[1010],_Apply2）創(chuàng)建曲線：Action->Create?Object—Curve,Method->Point,Option—2Point,CuiveEStartingPointList—point1,EndingPointList—point2,_CurveStallingPointList—point3,EndingPointListpoint4,Apply|o3）創(chuàng)建曲面：ActionCreatetObject->Surface,Method—Curve,Option—2Curve,Surface1,StartingCurveList—Curve1,EndingCurveList—Curve2,Apply|o劃分有限元網(wǎng)格,Eletnents劃分有限元網(wǎng)格,Eletnents1）建立網(wǎng)格種子：Action—Create,Object-MeshSeed,Type—Uniform,NumberofElement,Number-MO,AutoExecutetCurveList—Curve1,_Appjy_,NumberofElement,Number-*2,AutoExecute,CuiveList—Surface1.3,Apply|o2）劃分網(wǎng)格：ActionCreate>Object—Mesh,TypeSiuface,ElemShape-Quad,MesheLIsomesh,Topology—Quad8,SurfaceListSurface11ApplyloLoads/BCs

.施加邊界條件，1）施加固定約束：Action-Create,Object-*Displacement,Type—Nodal,NewSetName—dis2,inputData…,Translations<TlT2T3>—<000>,Rotations<RlR2R3>fv000>,ok,setectApplicationRegion…Geometry,SelectGeometiyEntities-*Surface1.1,Addok,]_Apply_|o2）施加均布載荷：Action-*Create,Object-*CIDDistributedLoad,Type-*ElementUniform,NewSetNameCID2,TargetElement1ype—2D,inputDJn…，SurfDistrForce<FlF2F3>-><0-1.0e50>,ok）,s—ct即曲曲」Region…|,Geometry.SelectSuiiacesorEdges-*Surface1.2,Add|,ok,_Apply_|o.定義材料屬性，M:上小定義材料：Action-*CreatetObject—Isotropic,Method-*ManualInput,MaterialNamesteelinputData...,ConstitutiveModel—LinearElastic,ElasticModulus-*2.1elEPoissonRatio-0.3,；o?炯加|o.定義單元屬性，…1）定義單元屬性：ActionCreate,Object—2D,Typeshell,PropeitySetName—pro.Option（s）HomogeneousStandardFoniiulatioiitinputProperties二,MaterialName—Steel（在MaterialPropertySets中選擇），Tliickness-0.05,[0K],SelectMembers-^Surface1,am|_Apply_|oR.進行分析，1）進行分析：Action—Analyze,Object—EntireModel,MethodAnalysisDeck>JobNamebeam-2D,單擊[=…口，SolutionType-*LINEARSTATIC,Iok,Apply|o打開NASTRAN,選擇beam-2D.bdf,Run|o此時，Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastran的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object-*AttachXDB,Method—ResultEntities>ISelectResultsFfe...],文件名—beam，2D.Xdb,okApply這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理。8.后處理,Results8.后處理,Results1）顯示應力云紋圖：Action-*Create,Object-*QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcase,SelectFringeResultStressTensor,QuantityvonMises,_Apply_|o此時，2D模型的vonMises彎曲應力云紋圖就顯示出來，如圖2-3所示。

MSC.Patran200531-MayO719:41:18Fnnce:DetaultAlStaticSub^se.StressTensorvorMises.AtZZ5.86-00815.47005.08-00469-00X―5.86-00815.47005.08-003.9100352-00.23+3052.35-003.13-008274201.56-00196-001.17-007.84-004.30-0083.9100352-00.23+3052.35-003.13-008274201.56-00196-001.17-007.84-003.93*00712.28-005,defauhFnngeMax5.86+008<&Nd166Min228/005?7d41圖2?32）顯示位移變形圖：Action-*Create,Object-*QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcase,SelectDefbnnationResult-*DisplacementsTranslational,Quantity—Magnitude,—Apply_|o此時，2D模型的位移變形圖就顯示出來，如圖2-4所示。h/SC.Pairan2005314勺0?9:41:35Deforrr.Cefaul;A1SialicSubcase,CisplacementeTarslatioriaCdetault_Defo'rn3ton:Max,^4-0C1S>Slc2D5圖2-4三.3D單元1.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】）[File]—New,文件名—beani-3D,okoAnalysisCode^MSC.Nastran,AnalysisType—StnictiiraLok.創(chuàng)建幾何模型，、。史1）創(chuàng)建幾何點:Action—Create,Object—Point,Method—XYZ,Point1-[000],即可|,Point2f[1000],_即的_Point3f[010],_Apply_|,Point4f[ioio],Lappm_Jo2）創(chuàng)建曲線：Action-Create,Object—Curve,Method-*Point,Option—2Point,Curve1,StartingPointListpoint1,EndingPointListpoint2,_Apply_Curve2,StallingPointListpoint3,EndingPointListpoint4,|_Appty_]。3）創(chuàng)建曲面:Action-^Create,Object-*Stuface,MethodfCurve,Option-*2Curve.Surface1,StartingCurveList—Curve1,EndingCurveList—Curve2,Apply|。4）創(chuàng)建實體：Action-*Create,Object-*Solid,Method-*Extnide,SolidTypeQ,TranslationVector—<000.05>,SurfaceListSurface1,即^|o.劃分有限元網(wǎng)格，”-31）建立網(wǎng)格種子：Action—Create,Object-*MeshSeed,Type—Uniform,NumberofElement,Number40,CurveList一Solid1.4.3,_ApplyNumberofElement,Number^5,CurveList—Solid1.1.2._Apply_NiunberofElement,Numberfl,CuiveList-*Solid1.1.3,__|。2）劃分網(wǎng)格：Action-CreatetObject—MeshgType—Solid.ElemShape-*Hex?MesherfIsomesh,Topology-Hex8,SolidList-*Solid1,_Apply||o.施加邊界條件，Loads/BCs1）施加固定約束：Action-*Create,Object-*Displacement,Type—Nodal,NewSetName—dis3,inputData...,Translations<TlT273>-><000>,Rotations<RlR2R3>fV0o0>,OK,_SelectApplicationRegion...],FEM,Select-*Node1:452:41,AddJ,[OK,Apply|o2）施加均布載荷：Action-*Create,Object—CIDDistributedLoad,Type-*ElementUniform,NewSetName-*CID3,TargetElementType-*31inputData....DistrForce<FlF2F3>-^<0-1.0e50>,ok,selectAppucatfonFte*n…,Geometry?SelectSolidFaceSolid1.4,Add|,ok,_Apply_|oE『.定義材料屬性，M"w定義材料：ActionCreate,Object-*Isotropic,Method-*ManualInput,MaterialNamesteel,inputData..：,ConstitutiveModel-^LinearElastic,ElasticModulus->2.lei1,PoissonRatio-*0.3,0K1,_Apply_|0除.定義單元屬性，-°P"_定義單元屬性：ActionCreate,Object—3D.Type—Solid,PropertySetNamefpro,Option（s）-Homogeneous、StandardFonnulation>Properties,MaterialName-*steel（在MaterialPropertySets中選擇），okSelect

MembersSolid1,[。|_Apply_o.進行分析，^ysis1）進行分析：Action-*AnalyzetObject-*EntireModel,TypeAnalysisDeck,JobNamebeam-3D,單擊[2皿一卉=],SolutionType-*LINEARSTATIC,，—ApplyIo打開NASTRAN,選擇beam-3D.bdf,癡」。此時，Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastran的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object->AttachXDB,MethodResultEntities,1okJ,|Apply|o這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理。&.后處理，*皿,1)顯示應力云紋圖：ActionCreate,Object-QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcase,SelectFringeResultStressTensor?QuantityvonMises,_Apply_|o此時，3D模型的vonMises彎曲應力云紋圖就顯示出來，如圖2?5所示。MSCPatran200631-MaW)719:49:02MSCPatran200631-MaW)719:49:02~rince:Detault.A1StaticSubcase.StressTersor..vor；bdises.(NON-LA\ERED)2.10*0071.89*0071.68-0071.47+0071.26*0071.05^0078.40,00655+OO3630~0°6421?0052.11+0067.65^003ldefaultFnngeMax3.15*007@Nd207Min7.55+003@Nd287圖2?52)顯示位移變形圖：Action-*Create,Object—QuickPlot,SelectResultCases-*DefaultStaticSubcase,SelectDefbnnationResult-*DisplacementsTranslational,Quantity-*Magnitude,IIIo此時，3D模型的位移變形圖就顯小出來，如圖2?6所示。MSCPmtran2WE19:49:24DeicrmDefaultA':S沿ticSubcaseDisplacements.Translational，箱(gia依4%三上三月■8!」二二二扇k■■/■:工野；*&&圖H之之癡吧三三三?「mBBrn?小胃吧叩解7.18-003cefaut.Deformation:

Max7,^8003<§Nd246圖2-6第三章受熱載荷作用的薄板的有限元建模與溫度場求解計算分析模型如圖3?1所示:左邊界溫度500P,右邊界溫度100℃,上下兩端和上下表面的且絕熱尺寸：高6米，寬2米，厚0.3米熱傳導率23.6密度：7800圖3-1受熱載荷作用的薄板的計算分析模型.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】[File]-*New,文件名—sheet,OK。AnalysisCode-*MSC.Nastran,Analysisl\pLThermal,|okjo.創(chuàng)建幾何模型，Geometry1）創(chuàng)建幾何點：Action-*Create,Object—Point,Method—XYZ,Point1-*[000],_Appjy|9Point2f[200]?—Apply_|,Point3f[060],Apply|,Poillt4f[260],ApplyIo2）創(chuàng)建曲線：Action-*Create,Object—Curve.MethodPoint,Option—2Point.Cuive1,StartingPointListpoint1,EndingPointList—point2,_ApplyJ,Curve2,StartingPointList—point3,EndingPointListpoint4.）_ApplyJo3）創(chuàng)建曲面：ActionCreatetObject—Surface,Method—Curve,Option—2Curve,Surface1,StartingCurveList—Curve1,EndingCurveList—Curve2,_ApplyI。3,劃分有限元網(wǎng)格，eie1）建立網(wǎng)格種子：ActionCreate,Object—MeshSeed,Type—Unifonn,NumberofElementsNumber一2,CurveList—Curve1,_Apply_|9NrnnberofElement,Number-20,CurveList—Surface1.3,_Apply_jo2）劃分網(wǎng)格：Action->CreatefObject—Mesh,Type—Surface,ElemShape—Quad,MesheLIsomesh,Topology—Quad8,SurfaceList-*Surface1,_Apply_|o14.定義溫度邊界條件，Loads/BCs1）定義材料板的邊界條件：Action-*Create.Object->Temp?Type—Nodal,NewSetName-*temp-1,inputData...,Boundarytemperature-^500,ok,selectApplicationRegion...,GeometiyFilter—GeometrytSelectGeometiyEntity-Surfacel.EAdd|?ok,_Apply_NewSetName-*temp-2InputData...,Boundaiytemperatiue-^100,OK],SelectApplicationRegion...,GeometiyFilter—Geometry,SelectGeometiyEntity—Surface1.3,Add|,[ok,Apply|o.定義材料屬性，msP*定義材料：ActionCreate,Object—Isotropic.Method—ManualInput,MaterialName—steel,inputProperties^,ConstitutiveModel-*SolidProperties>ThennalConductivity-*23.6,Density-*78001ok,_Appty_|o.定義單元屬性，Proper...1）定義單元屬性：ActionCreate,Object—2D,Type—shell,PropeitySetName—pro.Option（s）fHomogeneous、StandardFonnulation,_inputProperties二,MaterialNaine->steeK在MaterialPropertySets中選擇），Thickness-0.3,ok,SelectMembers-*SiwfaceEAdd|,|Apply|oR.進行分析，Analysis1）進彳了分析：Action-*Analyze,Object-*EntiieModel,Method-*AnalysisDeck,JobName—sheet,單擊SolutionType,SolutionType—STEANDYSTATIEANALYSIS,okI，ApplyJo打開NASTRAN,誣擇sheet.bdf,~~RunJo此時，Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastian的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object-*AttachXDB,Method-*ResultEntities,SelectResultsFile...,文件名—sheet.XdbJOK,__Apply_|o這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理。.后處理，Res"，髭示應力云紋圖：Action-*Create,Object-*QuickPlot,SelectResultCases-*Default…，SelectFringeResult-*Temperatxues,_Apply_|o此時，薄板溫度分布云紋圖就顯示出來，如圖3?2所示。MSCPeven2C0519-Doc-0617:14OSFringe.Cefeult.AI.Njrt-inyaf.100%。LuacLTornpuMwms,,(N0N4A7EPE〉)473-00田CH02(>*002^0-002斯002期002』O0023)0*002祇-002田C-002典-0023)C*002⑷。?0。2mm?COO*0023)0-002310*002田06002:加OOZ而*00239W2447+03367-09：340^03313-03287232600323a0。207-0018C+00153+001.27-00100*00default_Fnnge;Max500,002@NdIMin1.00+002@Md17圖3-2薄板溫度分布云紋圖圖4?1圖4?2圖4?1圖4?2第四章帶孔平板的受力分析（平面）問題描述：如圖4T所示，帶有中心孔的平板一端固定，一端受均勻拉伸載荷lOOWmm.已知幾何尺寸和材料特性如下：板的長寬：320X200mm：板的厚度：10mm；圓孔直徑：50mm；拉伸載荷100N/mm.材料：.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】[File]—New,文件名fflat-hole,ok]oAnalysisCode—MSC.Nastran,AnalysisType—Structural,oko.創(chuàng)建幾何模型，尸—夕幾何屣型如圖421）創(chuàng)建曲線:曲線1：Action—Cieate,Object—Curve,Method—2DAicAngles,Cuive1,Radius10.025,StartAngle—0,EndAngle-45,CenterPointList—[000],Apply|；曲線2：Curve2,StartAngle-*45,EndAngle-*90?CenterPointList-*[000],LApply|；曲線3：ActionCreate,Object—Curve,MethodPoint,Option—2Point,Curve3,StartingPointListpoint3,EndingPointList-[00.0550],Apply|.曲線4：Curve4,StartingPointList—point4,EndingPointListf[00.10],匚Apply_|?曲線5：Curve5,StallingPointList-*point5,EndingPointList->[0.0550.10],Apply|；曲線6：Curve6,StartingPointList-*point6?EndingPointList-*[0.160.10].Appty?曲線7：Curve7,StallingPointList—point7,EndingPointList-[0.160.0550],Apply|；曲線8：Curve8,StartingPointList-*point8,EndingPointList->[0.1600]?Apply_|；曲線9：Curve9,StallingPointList-*point9,EndingPointList->[0.05500]>[ApplyI；曲線10：Curve10,StartingPointList—point10,EndingPointList—point1,_Apply_?0]曲線11：Curve11?StartingPointList-*point4,EndingPointList->[0.0550.0550],|Apply|；曲線12：Curve12,StartingPointList-*point11,EndingPointList-*point6,|Apply|；曲線13：Curve13,StallingPointList—point11,EndingPointList—point8,ApplyI?曲線14：Curve14,StartingPointList—point11,EndingPointListpoint10,|Apply|；曲線15：Curve15,StallingPointList—point11,EndingPointList—point2,Applyo2）創(chuàng)建曲面：Action—Create,Object-*Surface,Method—Trimmed,OptionSurface,Surface1,去除DeleteOuterLoop>OuterLoopList—Curve113215,App?vI,Surface2,OuterLoopList—Curve1514101,Apply|,Action—Create,Object—Surface,MethodfCurve,Surface3,Option—2Curve,StartingCurveList—Curve13,EndingCurveList—Curve9,_Apply」，Surface4,Option-2Curve,StartingCurveList—Curve13,EndingCuiveList-Cuive6,Apply,Surface5,Optioi】f2Curve,StartingCurveList—Curve12,EndingCurveList-Curve4,即網(wǎng)L.劃分有限元網(wǎng)格，inr1）劃分網(wǎng)格：Action-*Create>ObjectMesh.Type—Surface,ElemShape-Quad,Mesher->Isomesh?Topology—Quad4,SurfaceListSurface1:5,wp”|o2）檢驗模型：Action—Verify,Object-Elements>TestBoundaries,ApplyIo3）刪除多余節(jié)點：Action-^EquivalencetObject—AH,Method-*ToleranceCube，Applyo.施加邊界條件，LoaWBS1）施加固定約束：Action-Create,ObjectDisplacement,Type—Nodal,NewSetNamelx,_inputData2r,Translations<TlT2T3>f<0,,>,Rotations<RlR2R3>fv,0,0>.—（selectApplicationRegion…,FEM,SelectSuiiacesNodes—Node1:5140:142,ag|,ok|,ApplyNewSetName->ly,inputData...,Translations<TlT2T3>"*<,0,>,Rotations<RlR2R3>fvo,,0>,okI，selectApplicationRegion…|,FEM,SelectSuifacesNodes->Node46:5084:90,a-|,okApply_|,NewSetName-inputDate..」，Translations<TlT2T3>—v,,o>,Rotations<RlR2R3>—v,,_ok|,ISelectAppfcationRegion.,,,FEM,SelectSurfacesNodeS-*Node50?Add，LOKJ，LApply」。2）施加均布載荷：Action-*Create,Object-*CIDDistributedLoad?Type-*ElementUniformtNewSetName—CID,TargetElementTypef2D,Input,DistrForce<FlF2F3>-^<10000>,ok|ysetectApptcationRegion….Geometry,SelectSurfacesorEdgesSurface3:4.3,a「|,okj,Apply|oE黑.定義材料屬性，Materials定義材料：ActionCreate,Object—Isotropic,Method—ManualInput,MaterialNaine->steeLinputProperties...,ConstitutiveModel-*LinearElastic,ElasticModulus-1.0e5,PoissonRatio-0.3,1°k|,Apply|o.定義單元屬性，F(xiàn)roPH…1）定義單元屬性：Action-*Create,Object—2D,Type—shell,PropeitySetNamefsteel,Option（s）HomogeneousStandardFonnulation,mputProperties,,,,MaterialNamefSteel（在MaterialPropertySets中選擇）,Thickness-0.01,OK,SelectMembers->Ehn1:93,Add|,Apphr|oR.進行分析，小1廠"1）進行分析：Action-*Analyze,Object—EntireModel,Method-*AnalysisDeck?JobName-*flat-hole,單擊Scgcn口工…，SolutionType-*LINEARSTATIC,Hok|_Apply_|o打開NASTRAN,選擇flat-hole.bdfRun此時,Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastran的運行情況，運算完成之后，計算機的揚聲器會有提示音，同時，狀態(tài)顯示窗口關閉。2）讀入分析結果：Action-*AccessResults,Object-*AttachXDB,Method-*ResultEntities，!selectResultsFile...|,文件名—flakhole.xdb,0KI，I_Appy_IO這一步驟，是將Nastran的分析結果讀入到Patran中來，這樣才可以進行后處理。.后處理，2S1）顯示應力云紋圖：Action-*Create,Object—QuickPlot,SelectResultCasesDefaultStaticSubcasetSelectFringeResult-*StressTensor,Quantity-*vonMises

ApplyJo此時，帶孔平板模型的vonMises彎曲應力云紋圖就顯示出來，如圖4-3所小。302X)0285+002.134-001784-00160K)U142^OL124^00107+0。887400531M、,'1Sb5656UMSCPotran20052bCco0622:13:12FringeDefaufA1StaicSuticase,St-e-sTensor..vanMi=esAlZ2353」302X)0285+002.134-001784-00160K)U142^OL124^00107+0。887400531M、,'1Sb5656UMSCPotran20052bCco0622:13:12FringeDefaufA1StaicSuticase,St-e-sTensor..vanMi=esAlZ2圖4-32)髭示位移變形圖：Action-*Create,Object-*QuickPlot,SelectResultCases-*DefaultStaticSubcase,SelectDefbnnationResult-*DisplacementsTranslational,Quantity-Magnitude,即川_10此時，帶孔平板模型的位移變形圖就顯示出二;nicSub^p.Ci>pn,-nhitsTranslpjoTh'SCPstfanZJLb21-LeoOb2211：盜Merm旃1rd7孑上睡=二;nicSub^p.Ci>pn,-nhitsTranslpjoTh'SCPstfanZJLb21-LeoOb2211：盜Merm旃1rd7孑上睡=667附枚526Ibi聲2.8111S74N6739晶462353n60論］122114?0658>6.747,J0)2-OCdefaulLCeforriidtionPa>.902-003@Nd90圖4?4第五章厚壁圓筒的受內壓作用時的應力分析分析一個軸向受到約束的承受內壓作用的厚壁圓筒，材料是彈性?理想塑性,并服從Von.Mises屈服條件。將高度的厚壁圓筒作為分析對象，本例中采用三維模型進行模擬，取其中1/12(30°)建立有限元模型。模型的幾何尺寸和材料參數(shù)如圖5-1o幾何尺寸：內徑a=1Omni,外彳ib=20mm高h=5mm材料參數(shù)：彈性模量E=8.667e4MPa泊松比//=0.3屈服極限q=17.32MPa載荷：內壓力為12.5MPa圖5-1.新建一數(shù)據(jù)庫文件，【File】[File]—New,文件名—tube,1oAnalysisCode-*MSC.Nastran,AnalysisType-*Stnictiiral,0K|。e.創(chuàng)建幾何模型，Geometry1）創(chuàng)建曲線：曲線1：Action-*Create,Object-*Curve,Method-*2DAicAngles,Curve1,Radius-10,StartAngle—O.EndAngle-30,CenterPointList—[000],_Apply_|；曲線2：Curve2,Radius-*20,StartAngle-*0,EndAngle-*30,CenterPointList-[0001,|Apply|.2）創(chuàng)建曲面：Action-*Create>Object—Surface,Method—Curve,Surface1,Option—2Curve,StartingCurveList—Curve1,EndingCurveList—Curve2,|Apply|o3）創(chuàng)建實體：Action-*Create?Object-*Solid,MethodExtnide,SolidType口,TranslationVector—vo05>,SurfaceList—Surface1,j_Apply_|o4）創(chuàng)建圓柱坐標系：Action-*Create,Object-*Coord,Method-*3Point,Type-*Cyliiidiical,Origin^[000],PointOnAxis-[001],PointOnPlane1-3—[100]，|即曲|o一@.劃分有限兀網(wǎng)格，Elements1）建立網(wǎng)格種子：Action—Create,Object—MeshSeed,Type—Unifomi,NumberofElement,Numbei-20,CurveList-*Solid133,_Apply_NumberofElement,Ntunber->8,CurveList—Solid1.2.2,_Apply_NiunberofElement,Number-6,CurveList-*Solid1.2.1>|Apply|02）劃分網(wǎng)格：Action-*Create,Object-Mesh,Type—Solid,ElemShape-*Hex?Meshei—Isomesh,TopologyHex8,NodeCoordinateFrames,AnalysisCoordinateFramesCoord1,ok|,InputListSolid1_Apply_|o3）檢驗模型：Action-*Aerify?Object-*Elements,Test-*Boundaries,I。4）刪除多余節(jié)點：Action-*EquivalencetObject—AH,Method-*ToleranceCube，匚Apply_|o4.施加邊界條件，L。出/BS1）施加固定約束：Action-*Create,Object-*Displacement,Type—Nodal,NewSetNaniefIz,inputData...,Tianslations<T1T2T3>fv,,o>,AnalysisCoordinateFrameCoord1,qkselect麗匕曲“Region…,Geometry,SelectGeometryEntities-*Solid1.516Add|,ok|,|Apply|,NewSetName—It,jinput…，Translations<TlT2T3>fv,o,>,AnalysisCoordinateFrame-CoordI,o?|,selectApptcafonRegion…|,Geometry?SelectGeometiyEntities-*Solid1.31.4,AddI,ok,|Apply|o2）施加內壓力：ActionCreate,Object—Piessure,Type-*ElementUnifomi,NewSetNamefp.TargetElementTypet-3D,inputData2rPresstwe-^125Qk|,selectApplicationRegion…|,Geometry,SelectSolidFaces-*Solid>[Add],OKJ,Applyo.定義材料屬性，Mmrial，定義材料：Action-*Create>Object—Isotropic,Method—ManualInput,MaterialName—m1,|即這Properties1ConstitutiveModel-*LinearElastic,ElasticModulus_8.667e4,PoissonRatio-*0.3,_ok_Apply,|inputProperties…],ConstitutiveModelElastoplastic,NonlinearDateInputHardeningSlope,HardeningSlope=09YieldPoint=17.32?然].定義單元屬性，F(xiàn)—?定義單元屬性:ActionCreate?Object-3D,Type—Solid,PropertySetNamefpro,Option（s）-Homogeneous、StandardFormulation,inputProperties二,MaterialNaine->inK在MaterialPropertySets中選擇），OK,SelectMembers-*Solid19Add|,Apply|o.進行分析，Analysis1）進行分析：ActionAnalyze.Object—EntireModel.Method-^AnalysisDeck,JobName-*tube,單擊]Solution-ype.,SolutionType-*NONLINEARSTATIC,OK,單擊SubcasestAvailableSubcases選擇Default,SubcaseOptions,I；喻UtRe百ugstS]Fromtype-*Advanced▼|,IntermediateOutputOption：

fI，LApply」，_09noe1」?L.卜J-打開NASTRAN,選擇tube.bdf,Run|。此時，Patran會將模型提交Nastran運算，會彈出一個DOS形式的窗口，顯示Nastran的運行情況，運算完成之后，計算機的揚