Patran教程【全14章】 (1)

nullnullMSC.Patran 先进CAE前后处理器 公认CAE 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 第一章 MSC.Patran综述第一章 MSC.Patran综述 MSC.Patran及其特点 MSC.Patran是MSC公司开发的有限元前后处理系统 ▲开放工程 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 框架结构 ▲ ▲对CAD软件开放 ▲ ▲对FEM软件的开放 ▲ ▲对材料信息系统的开放 null ▲ 强大的布尔计算、实体建模、抽取中面、几何编辑功能 ▲ 强有力的网格生成功能 ▲ 逼真的结果可视化功能 ▲ 开放的软件开发环境 ▲ ▲Patran提供编程语言—PCL语言，是用户进行专 用软件二次开发的工具 null2. MSC.Patran分析一般流程 ▲建几何模型 ▲ ▲直接在Patran中建立 ▲ ▲读入CAD软件输出模型 CAD软件接口：CATIA,Pro/Engineer,CADDS5,Euclid,UG,AutoCAD,SolidWorks,SolidEdge 数据交换格式：IGES, STEP203, STEP209 相同CAD软件建模核心：Parasolid, ACIS ▲ ▲读入CAD软件输出模型进行修改 null▲选分析程序 ▲ ▲分析程序共性：几何、网格划分、网格检查 个性：材料本构、单元类型、分析过程 ▲ ▲MSC.Patran支持的分析程序 MSC.Nastran Abaqus MSC. Dytran ANSYS MSC. Marc Pamcrash MSC. Fatigue Fluent MSC. Advanced_FEA StarCD MSC. Patran FEA …… MSC. Patran Thermal …………. null▲建分析模型 ▲ ▲网格划分 ▲ ▲创建材料 ▲ ▲确定单元特性 ▲ ▲施加约束及载荷 ▲递交分析 ▲ ▲设置分析类型 ▲ ▲设置求解参数 分析参数（计算控制、结果输出等） 工况 ▲ ▲提交null▲评价分析结果 ▲ ▲读入分析结果 ▲ ▲分析结果后处理 通过Results,Insight,XY-Plot进行后处理▲ Patran界面与分析流程关系3. MSC.Patran用户界面风格3. MSC.Patran用户界面风格▲ Patran界面组成nullPatran界面由Main Form ，Viewport 和Application Widget 组成▲ ▲ Main Form   ▲▲▲ Menu Bar ◆ 包括File, Group,Viewport,Viewing,Display,Preference,Tools,Insight Control和Utilities(缺省不出现） ◆ 只影响全局性环境或共用操作，如视角，色彩，个人偏爱等 ◆ 与求解器及分析步骤无关      ▲▲▲   Application   ◆由Geometry,Finite Element,Load/BCs,Materials,Properties,Fields,Load Cases,Analysis, Results,Insight和 X-Y Plot按钮组成 ◆ 每个按钮，对应分析过程一部分 ◆按下任一个，右边出现相应Application Widget  null▲▲▲ Tool Bar （快捷访问图符菜单）   ◆用户自定制的快捷图符菜单 ▲▲▲ History Box （历史窗口） ◆显示操作PATRAN每一步过程。 ▲▲▲ Command Line （命令行）   ◆命令行输入。       ▲▲▲System IconPatran在线帮助文档资料 刷新屏幕 调整窗口在屏幕上可见性 显示设置复位 Undo,取消上一次操作(仅一次） 终止操作 PATRAN运行状态 绿色 表等待用户输入 蓝色表Patran正运行,可用 终止 红色 表Patran正运行,用 无效null▲ Application Widget▲ ▲典型的Application Widget风格 ▲ ▲按钮功能Action: 动作Object: 对象Method(Type): 方式Apply(Cancel): 点Apply后，才从Form中读数 据，否则输入数据无效；▲ ▲常用Motif工具 Select Databox 数据选择框 Toggle button 二相开关 Push button 按钮 Data Selection 数据选择 Slide bar 滚动杆 Pull down or option menu 下拉菜单 null4. 数据输入▲鼠标屏幕上拾取作用：选一个对象 方法：光标移到对象上， 点左键作用：追加选择 方法：按住shift键，点动鼠标左键。 null+拖动作用：矩形框选择 方法：按鼠标左键，拖动出现矩形框， 矩形框对象被选中 +作用：多边形选择 方法：按住ctrl键，左键点动，出现 一多边形框，再点起点，多边 形内对象被选中 null作用：取消一个对象 方法：光标移到对象上，点右键作用：循环选择 方法：按住shift，点右键 ▲鼠标中键用法 ▲鼠标中键用法 null▲按句法直接输入 ▲ ▲几何编号  null▲ ▲ 有限元编号▲ ▲ 直接输入点坐标值方括号表坐标点 如：[0，25，-3.2] 或 [0/25/-3.2] 或 [0 25 -3.2] 都表点（0，25，-3.2） [XN28，ZP5，-64/200] 表X坐标与28号结点X坐标相同，Y 坐标 与5号点Z坐标相同，Z 坐标为-0.32. ▲ ▲ 直接输入矢量 尖括号表示矢量 如：<1，0，2.3> null▲ ▲坐标轴 二个点用大括号括起表一坐标轴 如： {[1，6，2][9，12，6]}， {Point 2 [9 12 6]} {Point 2 [X12 Y12 6]} ▲ ▲通判符 使用# ： 最大编号 s , p：曲面 n：结点 c , l：曲线 t： thru pt , g：几何点 el：单元 如：s1:# 表1号到最高ID号的全部曲面；n52T200表52到200号结点 null▲ ▲ 变量使用▲▲▲ 指定变量类型 ▲▲▲ 赋予常数 ▲▲▲ 在Select databox中输变量名 如：real radius radius=5.0 [‘radius ‘,0. 0.0]▲ ▲ Select MenuSelect Menu 是选择过滤器 当点某Select databox数据输入区后，相应Select Menu会自动弹出 如选点，弹出Point Select Menu , 选线，弹出Curve Select Menu， 选面，弹出 Surface Select Menu 选体，弹出 Solid Select Menu等典型点选择菜单任何点 几何点 结点 二线交点 线上一点 面上顶点 点面交点 面上任意拾取一点 输入点坐标或在屏幕上任意点 5. PATRAN有关的文件5. PATRAN有关的文件6. 在线帮助 6. 在线帮助 7. 联系地址 7. 联系地址 MSC公司的WWW地址： http://www.macsch.com MSC公司中国的WWW地址： http://www.msc.com.cn MSC公司北京办事处 电话：(010) 68313002 68330108 传真：(010) 68354962 MSC公司成都办事处 电 话: (028) 6199275 传 真： 6199276 第二章 几何建模(Geometry)第二章 几何建模(Geometry)1. Geometry概述 ▲ Patran几何建模目的 有限元网格划分 材料、单元特性定义 边界条件、载荷施加 ▲一般的流程◆从CAD读入，不作任何处理 ◆从CAD读入，在Patran中几何编辑 ◆直接在Patran中创建 !!!几何建模不是Patran目的 null▲几何分类及描述任何几何在Patran中都由Point、Curve、Surface、Solid构成 ▲ ▲ 点 0 维几何，用X,Y,Z三坐标描述，缺省蓝绿色（cyan） ▲ ▲曲线 Patran中分为：简单曲线（ASM Curve）和复杂曲线（Chained Curve） 简单曲线：由两端点P1，P2及参数坐标ξ(0~1)描述。缺省黄色((Yellow) ξ=0 起点参数，ξ=1 终点参数 复杂曲线: 多条简单曲线合并而成，可封闭，可不封闭，显示为紫红色 null▲ ▲曲面 Patran中分为：简单或参数曲面(Parametric Surface 或simple Surface) 复杂曲面(General Surface 或Trimmed Surface) 简单曲面: 3边或4边的空间曲面 可用P1,P2,P3,P4四顶点坐标及ξ1、ξ2二参数坐标描述 可增加显示线(display line)显示曲面内部曲率变化 显示为绿色(Green) null简单曲面可以用IsoMesh(mapped)或Paver划分器划分网格null复杂曲面：任意形状封闭外边界和任意多任意形状封闭内边界 一般内外封闭曲线都是复杂曲线 任何曲面都可用复杂曲面表示 超过4条边的曲面一定为复杂曲面 显示为洋红色(Magenda) 复杂曲面只能用Paver划分器划分网格null▲ ▲实体 Patran中分为：简单实体（Parametric Solid) B-rep实体(Boundary representation Solid）简单实体：只能是四面体,五面体或六面体 可用P1~P8八个顶点 可用ξ1,ξ2,ξ3三参数表示 显示为蓝色（Blue） 简单实体可用IsoMesh (mapped) 网格划分器将实体划分为六面体、五面体单元； 也可以Tet网格划分器将实体划分为四面体单元nullB-rep 实体：由边界面描述的实体，可表任何实体 CAD软件读入的模型，都属B-rep实体 显示为白色（White） B-rep实体只能以Tet网格划分器将实体划分为四面体单元null▲ ▲平面、向量 平面：由面内的点和法向定义向量：由大小、方向、原点定义用途：建立几何null▲几何拓扑描述■体(Body)由面(Face)构成 Face由边(Edge)构成 边由顶点(Vertex)构成 ■上级拓扑存在，其子拓扑已存在2. 读入几何模型 2. 读入几何模型 (1)File=> Import (2)选source (3)指定Import File (4)指定输入选项 (4)点Apply ■步骤：null（6）CAD几何统计确定 null直接从CAD读几何模型时产生的中性文本文件 MSC/ARIES几何模型通过该格式访问 IGES标准可读入，也可输出几何bdf 文件, Nastran标准输入文件，也可在Menu Bar中Analysis输入可合并Patran数据库,自动处理重复名称、编号 可进行参数设置SolidWork几何可读入 ■Patran读入文件类型在Patran读模型时,隐去(Suppress)分析中不必要的CAD细节null3. 创建、编辑几何 Create(创建) Delete(删除) Edit(编辑) Show(显示) Transform(变换) Verify(检验) Associate(相关) Disassociate(删相关) Renumber(重编号)Point(点) Curve(线) Surface(曲面) Solid(体) Coord(坐标系) Plane(平面) Vector(矢量)null▲ 点(Point)■建立点(Create/ Point)nullnull■显示点(Show/ Point)  null■Transform / Point(变换点)null■硬点、硬线（Associate/Disassociate)硬点: 指网格划分中必须为有限元结点的几何点 硬线: 指网格划分时必须处在有限单元边界上的几何线 作用：(1) 处理不同模型间连接 (2) 施加边界条件 (3) 定义物理特性 操作: Associate 将Point定义为Surface或 Curve的硬点 将Curve定义为Surface的硬线 Disassociate 将定义的硬点、硬线还原成一般的点或线 示例注：网格划分中,仅Paver划分器能识别硬点、硬线null▲ 线(Curve)■线的Select Menu ■线产生方法nullnullnullnullnull■Edit /Curve示例null■Show /Curve示例null▲ 面(Surface)■面的Select Menu ■面产生法示例null■Edit / Surface示例null■null■null▲ 体(Solid)■示例null■null▲坐标系(Coord)■坐标系类型 三坐标分量均用1，2，3表示 null■坐标系建立 示例null▲平面(Plane)■平面select Menu ■平面建立示例null▲矢量(Vector)■矢量select Menu ■矢量建立示例null4.简单几何与复杂几何二种几何间相互转换，是完成高质量网格划分关键 ▲两种几何间变化命令▲ ▲简单曲面→复杂曲面，复杂曲面→新复杂曲面 ◆Create / Surface / Trimmed ◆Create / Surface / Composit ▲ ▲复杂曲面→简单曲面 ◆Edit / Surface / Disassemble ◆Create / Surface / Decompose ◆复杂曲面边界产生简单曲面 ▲ ▲简单实体→B-rep Solid ◆Create / Solid / B-rep ▲ ▲ B-rep Solid→简单体 ◆Edit / Solid / disassemble ◆Edit / Solid / Break ( By plane) ◆Create / Solid / Decompose ◆直接取B-rep体的边界来创建简单体 null第三章 网格划分(FEM)1. FEM概述 独立于有限元求解器(如Nastran，Abagus，Ansys) Patran把单元拓普与单元物理特性分开 Patran的FEM，只涉及其拓普，不管物理特性 物理特性在Patran的Properties中定义特点：主要拓普形式:每种拓普，又有4结点，8结点，20结点等 null相关: 即几何与对应有限元一致 施加到几何上的载荷自动分配到有限元模型 给几何指定物理特性也即给对应单元指定了物理特性 根据几何可找到单元，对单元可找出所在几何 单元与几何相关性 Patran网格功能分类 （1）直接对几何体分网 在Create / mesh下，包括Iso-mesher , Paver , Tet-mesh三类自动网格生成器网格与几何母体自动相关联 （2）直接对网格操作 在Sweep / Element和 Transform下，对基网(Base Mesh)作回转，拉伸，滑动等操作，产生复杂网格 新网格没有几何相关性 （3）手工生成网格 (Create / Node , Create / Mesh和Create / MPC)（4）编辑、修改网格 (Modify)null2.直接对几何分网自动网格生成器类型及适用范围 nullnull Iso-mesh (1) 可划分线，面和体 (2) 用户对网格有很高控制 (a) 指定参数方向上划分数; (b) 选择划分模式，控制每结点位置 (3)只适用于简单几何 须把B-rep Solid或trimmed Surface转成简单几何 几何内硬点、硬线(hard geometry)无效  Paver (1) 能划分任意曲面 (2) 用户对网格的控 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 不如Isomesh 只能用mesh seed, globel length等控制 (3) 能识别曲面内部硬几何 null Tet-mesh 对任何实体，自动生成四面体网格 可用mesh seed，曲率半径等控制网格网格疏密的控制  Mesh Seed法 （1）用于控制某边上网格疏密 （2）有Uniform(均匀撒种子)，One-way Bias(等比撒种子)，Two-way Bias (双等比方式撒种子)，Curve Based(曲率半径撒种子)等方式 （3）要求: (a)选一种控制方式；(b)屏幕拾取几何边；(c) 输入分割数等 (4) 对三种网格划分器均有效 示例null只对tetmesh有效 控制面上网格蔬密 要求输入曲面（surface），该曲面上单元长度  Surface Control 法 无网格控制时，Iso-mesh、Paver和Tet-mesh用Global Edge Length确定单元大小  Global Edge length 法 用硬点或硬线来控制  Hard Geometry网格所有边长落在max edge length和min edge length间  最长，最短边长 曲率半径(curvature check)根据曲率变化调整疏密，保证max(h/l)小于给定值null自动网格生成菜单及步骤Global edge length 网格划分器(mesher)：Iso-mesh ，paver或tetmesh 单元拓普 ： Hex8,Hex20,wedge等 选取需划分的几何体 Apply生成网格。 步骤:菜单:示例null几何协调与单元协调(1) 几何是协调: 二几何间有共同一致的边或面 (2) 几何间协调，自动网格划分时，交界处网格自动一致 (3) 几何体交接处网格疏密，按优先级来定 （a）Mesh seed （b）相邻几何上网格划分相一致 （c）全局单元长 几何协调性 处理几何调不协（1）消除裂纹 (a) 用Edit/surface/edge match把缝消除 (b) 用create/surface/trimmed建新几何消除缝隙 （2）用网格控制 确保网格一致，如用硬点或create/Mesh seed/tabular等 方法null3. 用变换生成网格Transform对已有网格移动、转动、镜面反射等生新网格 Sweep对基网格(base mesh)拉伸，滑动等产生高阶网格 如从2D单元产生3D单元，1D单元产生2D单元等  Arc法 Sweep单元法将基单元(Base Entily)绕某轴转过一角度(Sweep Angle)建单元 null Extrude方法 Sweep / Extrude将基单元沿一矢量方向拉伸一段距离建网格  Glide或 Glide-Glide 方法 将基单元沿一或两曲线（glide curve）滑动，来产生新单元 null Normal 方法 基单元沿各自法线方向拉伸来产生新网格  Radial Cylindrical 方法 定义一中心轴（Refer. Coordinate Frame和 Axis）及一径向距离 将基网格沿柱坐标径向拉伸，产生新网格 null Radial Spherical 方法 定义一球心（Refer. coordinate Frame 和Sphere Center Point）及一径向距离 将基网格沿球坐标径向拉伸，来产生新网格  Spherical Thera 方法 定义球心、球轴及回转角，将基网格各结点沿球上路径回转，产生新网格  Vector Field方法 输入空间变化矢量场，将基网格各点按矢量方向和大小拉伸，来产生新网格 null Loft方法 在二组协调一致2D网格间，产生3D网格，把2D网格连接起来 注：虽然通过Transform 或Sweep产生网格没有几何相关性，但可通过Finite Element下Associate和disassociate，以手工方式把几何与单元相关 null4.逐个生成或改动网格在Finite Element下Create / Node ,Create / Element,Create / MPC及Modify中 5. 应用例子 网格与几何相关性 (1) 用paver自动划分表面 （2）用Sweep / Element / Normal，取A->B方向，拉伸出hexa实体单元； （3）用Associate / Element / Solid，使网格与B-rep实体相关 （4）选实体面，施压力载荷 null移动结点位置 当划分网格时，忽视了某一工况载荷，如何保证载荷作用点有结点 用modify / node，将附近结点移动一下位置MPC的创建 MPC是重要的有限元建模技术 用于不同单元间，不同零件间连接，施加载荷等null第四章 模型检查(FEM) 1. 检查消除重结点(Equivalence)协调几何分网时，公共边有重结点 用Equivalence命令，编号大的结点消除 用Verify / Boundary检查是否有重结点，再用Equivalence Equivalence对象可是整个模型、组或选定结点 2. 检查模型(Verification)检查模型致命问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ：如重结点、重单元、板单元法向等检查单元的质量：四边形单元，正方形计算最好，当单元长宽比(aspect)，四结点不共面程度(Warp)，相邻边间夹角与正方形单元有偏差时，计算精度下降，甚至导致很大误差示例null Verify / Elemen 主要检查单元存在问题，如重结点，重单元,单元法向一致性等 划分完网格，都应对其进行检查 Verify / Element / Boundary 检查重结点 Verify / Element / Duplicate 检查重单元 Verify / Element / Normal 检查单元法向 检查网格质量 网格划分质量通过以下指标衡量  Aspect 单元长宽比 Warp 四边形单元翘曲度 Skew Angle 倾斜角 Taper 锥度 示例null第五章 场 (Field) 1.什么是FieldPATRAN提供的，用于定义“变化” 的工具 可定义随时间、空间、材料等变化的标量场和矢量场 定义单元特性（Properties）、施加载荷（Load/BCs）、定义材料 （Materials）和Sweep Element 时可调用 可将 Result 中分析结果(如温度场)与模型边界条件关联 2. Field可用范用（1）定义边界条件（Lood/BCs） （2）定义材料性质（Materials） （3）定义单元特性（Properties） （4）拉伸有限元网格（FEM / Sweep) null3. Field种类及自变量Spatial Field 用于定义随空间位置变化 自变量为坐标’X,’Y,’Z（直角坐标 x,y,z）；’R,’T,’Z（柱坐标r,theta,z)； ’R,’T,’P（即球坐标r,theta,phi）或’C1,’C2,’C3（即参数坐标1，2，3）null Non-Spatial Field用于定义随时间或频率的变化，自变量为时间(’t)或频率(’f ) null Material Property Fields用于定义材料特性随应变、应变率、温度等变化 自变量为应变（’e）、应变率（’r）、温度（’T）等 null4. Field 界面null4. Field 输入方法四种Field输入方法 通过 表格 关于规范使用各类表格的通知入职表格免费下载关于主播时间做一个表格详细英语字母大小写表格下载简历表格模板下载 输入(Tabular Input)通过PCL函数输入(PCL Function) 根据屏幕显示输入（FEM Field） nullFEM Field是根据与网格相关图形显示来创建Spatial Field FEM Field分标量和矢量 如显示是温度、压力、Von Misis应力等，生成标量FEM Field（Scalar FEM Field） 如显示是位移、力、速度等矢量，生成矢量FEM Field（vector FEM Field） 产生FEM Field （1）将相应标量或矢量信息显示到视窗(viewport) （2）用Create / Spatial / FEM来创建该field FEM Field是从一分析程序向另一分析程序(如从热分析向结构分析，从ABAQUS向NASTRAN)，从一种网格向另一种网格(如网格重分，局部和全局分析)映射数据方法  FEM Field可分为连续（continuous)和离散（discrete） 连续FEM Field有自动插值功能，可得定义区域内任意点值，离散FEM Field只能得结点或单元值 nullPCL FUNCTION一些PCL 函数例子   数学表达式 PCL 表达式 直角坐标 0.1x-0.35y 0.1*’X-0.35*’Y 桂坐标 0.35r+0.08 **arccos（25.6z） 0.35*’R+0.08*’T*acosr（25.6*’Z） 球坐标 200r2－3 200*’R**2-’P**3 参数坐标 10.01 -20.82 10.0*’Cl-20.8*’C2 时 间 10sin（100t） 10.0*sinr（100*’t） PCL语言常用数学函数  SIND（angle） SQRT（n） SINR（angle） LN（n） ASIND（n） EXP（n） ASINR（n） LOG（n） COSD（angle） ABS（n） COSR (angle） SIGN（n） ACOSD （n） NINT（n） ACOSR （n） MAX（n1,n2…） TAND（angle） MIN （n1,n2…） TANR （angle） ATAND（n） ATANR（n） ATAN2R（y,x） ATAN2D（y,x）   R表角度以弧度为单位，D表示度为单位 注：（1）自变量名大小写敏感 （2） 变量名前加’ （3）对一复杂函数，如分段函数，可先编PCL，再调用 null4. Field修改、显示及删除null第六章 工况及边界条件（Load/BCs & Load Case）1. 概述 边界条件可加到有限元模型上，也可加到几何模型上，但几何与有限元模型应相关，Patran自动将其转化到有限元模型上 随时间或空间变化的复杂边界条件，通过Field定义 Load/BCs内容与具体分析程序有关 施加随时间变化载荷，须用Time Dependent Load Case，Default Load Case是静态载荷工况 null2. 载荷边界条件类型 Patran主要载荷边界条件(MSC/NASTRAN为例)PATRAN主要热分析边界条件 null3.施加步骤 选适当的Create / Object / Method 在Application中选Load/BCs，进入Load/BCs 如： Create / Displacement / Nodal Create / Pressure / Element； 点“Current Load Case:”下Default按钮，选取一个case（工况） 在“New Set Name”下输一个载荷名 如需要，选目标单元类型，如 1D ，2D ，3D 点Input Data 输入值（注：压力、温度等为标量；力、位移等为矢量） 也可从Spatial Fields窗中选取已定义的Field 如是Time Dependent Load Case， 出现Non-Spatial Fields窗，选Field定义的时间历程 输入矢量说明 点Select Application Region， 选作用域 点Apply示例null4. 边界条件检验Plot MarkerMarker: PATRAN中，每种边界条件，都有Marker与之对应，如下表 Displacement  Rotation  Displacement & Rotation  Temperature ○ 788 FORCE 100.00 当你施加一个边界条件，其marker会自动显示 注: (1) Marker特性设置 Marker特性包括颜色，文本是否显示，标识是否显示，显示在FEM or Geometry等 都在Menu Bar中的”Displayload/BC/E.I. Props中设置。 （2）检查几何上的载荷如何转化到的分析型模型上 ● 进入Displayload/BC/E.I.Props。按”Show On FEM Only”按钮，点Apply ● 在Lood/BCs中，将Action中设成”Plot Marker” ① 在Assigned Load/BCs Sets下滚动窗中选要显示边界条件名 ② 在Select Group滚动窗中选某些“组”名 ③ 点动Apply。nullShow TabularnullPlot Contours以云纹图形式显示标量边界条件信息 如: Y方向上载荷，正压力，温度等在受载面或线上分布 nullnull5.修改、删除Load/BCs(Delete & Modify)6. 工况（Load Case）工况是对载荷和约束的分类和组合 可先建很多LBC，然后通过Create或Modify工况将其放到不同工况中 也可先建工况，然后在Load/BCs时，直接把边界条件添加到相应工况中 边界条件很简单，所有边界条件自动添加到Default工况中 NASTRAN输入文件 Load Case与MSC/NASTRAN中Case Control卡中Subcase对应 对NASTRAN求解器，线性分析时Looad Case 是对边界条件的选取和组合 非线性分析是反映了加载的历程null工况分Static和Time Dependent 二种 瞬态响应分析，频率响应分析等动力分析时，选Time Dependent工况 工况中边界条件的优先权（Priority） 问题：热分析中，AB边添加了3000C的恒温条件(T300)，BC边添加2000C的恒温条件(T200)，问结点B处边界条件是多少？300℃，200℃或500℃？ 若 T300＝1, T200＝2, 则TB＝3000C 若 T300＝2, T200＝1, 则TB＝2000C 若 T300＝1, T200＝Add, 则TB＝5000C 若 T300＝add, T200=1,则TB＝5000C 可变动LBC 的Scale Factor：分析及作用区域相同，仅数值大小不同，只需改动LBC缩放系数，不需定义多个LBC 示例null第七章 材料（Material）1.概述 ◆ 定义材料: 就是指定一个材料名，然后将特性赋给这个名称 特性包括：各向同性，各向异性，正交各向异性, 复合材及本构关系等 如: 取一名为steel的材料，设成各向同性，杨氏模量2.1×105N/mm2，屈服极限600MPa， 松松比0.3，硬化指数0等 ◆ 不同分析程序有不同本构定义，材料特性定义也因分析程序而异 这里以MSC/NASTRAN为例  ◆ 一种材料可有多种本构，如Steel有弹性本构，塑性本构和蠕变本构等 ◆ 对复杂材料曲线，如应力一应变关系，E随温度变化等，用Field来定义变化  ◆ 可进入msc/mvision材料库，找到材料调入patran null2. Patran支持的材料模型 弹性结构材料模型 Patran支持的Msc/Nastran本构 null3.创建材料例子例1：创建一种各向同性材料，名为“Steel-Outer-Shell”，材料参数为：E＝30×106 psi， =0.3，y=70000 psi， H=7000 psi (1) 点material (2) 在Material Name 下输入材料名：”Steel-Outer-Shell” (3)点Input Properties (4) 输弹性数据E和ν (5)将本构模型（Constitutive Model）改Elastoplastic， 选Hardening Slope，屈服函数和硬化准则用缺省值 (6) 输入非线性数据y和H (7) 按Apply, 材料建立完毕示例null例2：创建九层复合材料模型，其参数如下： 基层材料（2D正交各向异性）参数为： E11=40 ×106 E22=1 ×106 12=0.25 G12=0.5×106 G23=0.5×106 G13=0.6×108 层厚为：0.01 / 0.0125 / 0.01 / 0.0125 / 0.01 / 0.0125 / 0.01 / 0.0125 / 0.01 辅层方向为：0 / 90 / 0 / 90 / 0 / 90 / 0 / 90 / 0 （1）进Materials，后Create / 2D Orthotropic，建2D正交各向异性基层材料，名称取为“lam-prop”； （2）点Input Property，输入2D正交各向异性基层材料数据，完成材料“lam-prop”创建； （3）Create / Composite / Laminate，用基层材料“lam-prop”来建名为“lam_prop”的复合材料 （4）逐层输入每层的材料名称，厚度及辅层方向。 （5）Apply，完成复合材料的创建。 示例null例3：温度相关材料创建，名thermal-elastic-aluminum；弹性模量，泊松比和热膨胀系数（）随温度的变化 （1）点Field，然后Create / Material Property / Tabular Input，创建二个Field，名称分别为Alpha和Elastic_Modules，描述E和随温度的变化 （2）输入相应数据E随T的关系曲线；对α与T的关系曲线同样 （3）点Materials，输材料名thermal-elastic-aluminum； （4）点Input Property, 输入材料数据，其Alpha 和ELastic_Modules从下面Temperature Dependent Field内直接点取 （5）Apply   nullnull4. Activating / Deactivating 材料模型 当一种材料有多个本构关系时，通过“激活”或“失效”方式选有效的本构关系 PATRAN中，该功能通过“Change Material Status”来实现 材料所有本构关系都列在Active 或Inactive二框中null不同分析所需材料数据，及以毫米，秒，兆帕，牛顿为单位的量纲范围E－弹性模量 －泊松比 －密度 －阻尼系数 －热膨胀系数 T－温度 null5 . 单位Patran 和 Nastran 中，单位制由用户自己确定 只要使用一套自封闭单位制即可 如:全使用国际单位制，即米、牛顿、帕、干克/米3、干克、米/秒等。 当存在惯性力，或进行动力或模态分析，由mr2，f=ma等关系存在，对自封闭一定要小心  如一定要用非封闭单位，例长度mm，其他均用国际单位制，可用msc/nastran参数wtmass调节null6 .创建自己常用材料库1）File / New ，用mscnastran_template为模板，建一个新数据库，名为“Mymaterial_template” ； 2）不作任何操作，直接进入Materials界面，然后将你的所有材料逐一全部创建 3）退出PATRAN，新产生“Mymaterial_template.db”文件拷贝到PATRAN安装目录中，例如“/msc/patran75”； 以“Mymaterial_template.db”为模板来新建一个PATRAN 数据库文件，Materials中自动包括你材料 7 . Show Material Propertiesnullnullnull第八章 单元物理（Properties)1. 概 述 ◆ Properties作用，是对不同单元，赋予相应物理特性 ◆ PATRAN 中定义物理特性，就是确定单元类型（如shell ，Bar，beam，rod， Solid)、定义单元材料、截面特性等 ◆ 定义单元物理特性，与分析求解器相关，不同求解器有不同单元类型◆ MSC/NASTRAN不同维数单元，需要输入数据 用PATRAN定义Properties有二特点 （1）任何特性可用Field定义其变化，如壳单元厚度，梁载面尺寸 （2）特性可加给单元，也可加给与单元相关几何 如特性加在几何上，重新网格划分后，特性会自动添加到新网格 null2.界面及创建步骤（1）点Properties （2) Action/Create，在Dimension中选单元维数，在Type旁选单元类型 （3）在Property Set Name下给物理特性指定名称 （4）在Option(s)下选单元类型和算法。注：对有些单元类型，没有Option(s)选择 （5）“Input Properties” 下输入特性数据 （6）Select Members下输入几何或单元号 （7）Apply过程：界面nullnull3. Msc/Nastran梁单元选取、定义和显示梁单元类型和选取 nullnull梁单元物理特性null不同梁单元输入数据不同，以Bar单元为例，定义梁单元所须数据  Material Name： 材料名，可从“Material Property Sets” 中选  Bar Orientation： 梁单元坐标系，可用一矢量（Vector）或一结点号（Node）确定 [Section Name]: 截面特性，可在“Beam Library” 中已定义截面名；或暂不给出，逐项 输入面积，惯性矩，扭矩等 注：如不用“Beam Library”定义截面名方法，须将“Associate Beam Section”关掉 可选择输入数据  Offset@Node 1和 Offset @Node 2 ： 用二矢量定义梁单元二端点偏置量  Pinned DOF @Node 1和 Pinned DOF @Node 2 ：定义梁单元二端点力的释放  Nonstructural Mass ：非结构质量 应力提取点位置 Ci 、Di 、Ei、 Fi， i=1或2 注：使用梁单元，单元坐标系确定、偏置和二端自由度释放必须弄清楚示例null梁截面库null梁的显示对Bar、Beam单元，满足下条件，可将1D梁以“3D+偏置”方式显示，以检查梁特性参数正确性 （1）通过梁截面库定义截面特性 （2）建Property时，“Associate Beam Section”按下 显示控制界面在Menu Bar上DisplayLoad/BC/Elem.Props中将梁显示方式置成“3D：Full-Span + Offsets”，然后Apply即可 示例null4.板壳选取和定义板壳分以下几类 对板壳元（除2D solid外），定义时须输入材料及“shell thickness” 还可定义法向偏置（Offset） 板壳元物理特性定义类似梁 null5.检查单元物理特性  1）在Existing Properties下选一个单元特性名 2）选“Display Method”方式，是下表中任一种 3）选取想要显示的组（group） 4）Apply示例null第九章 分析控制(Analysis)1. 设定分析环境并递交计算 ◆ 递交Analysi，Action为Analyze，Object可是整个模型（Entire Model）或局部模型（Current Group），Method如下： null递交计算步骤 点Analysis，选Action / Object / Method，如：Analyze / Entire / Full Run （可略）选择模型转换参数（Translation Parameters…） Patran 递交过程即将 Patran 数据库数据转换成 Nastran 输入文件过程，按什么格式生成*.Bdf文 件，由控制参数决定。如：Nnastran 的版本， output2 文件的格式，数据按单精度还是双精度 输出等  选择求解类型（Solution Type…) nullPatran支持的八种分析类型 静力（linear Static） 非线性静力（nonlinear Static） 自然模态（normal Modes） 屈曲分析（buckling） 复模态（complex Eigenvalue） 频率响应（frequent Response） 瞬态响应（transient Response） 非线性瞬态响应（nonlinear Transient）除静力分析外，其他分析类型都需进一步指定求解参数，不同分析类型要求给定不同参数，这些都在点“solution Paramete