6.8多級超單元分析超單元分析是求解大型問題一種十分有效的手段,特別是當工程師打算對現有結構件做局部修改和重分析時。超單元分析主要是通過把整體結構分化成很多小的子部件來進行分析,即將結構的特征矩陣(剛度、傳導率、質量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似于子結構方法,但較其相比具有更強的功能且更易于使用。子結構可使問題表達簡單、計算效率提高、計算機的存儲量降低。超單元分析則在子結構的基礎上增加了重復和鏡像映射和多層子結構功能,不僅可單獨運算而且可與整體模型混合使用,結構中的非線性與線性部分分開處理可以減小非線性問題的規模。應用超單元工程師*需對那些所關心的受影響大的超單元部分進行重新計算,從而使分析過程更經濟、更高效,避免了總體模型的修改和對整個結構的重新計算。MSC.NASTRAN優異的多級超單元分析功能在大型工程項目國際合作中得到了***使用,如飛機的發動機、機頭、機身、機翼、垂尾、艙門等在**終裝配出廠前可由不同地區和不同國家分別進行設計和生產,此間每一項目分包商不但可利用超單元功能**進行各種結構分析,而且可通過數據通訊在某一地利用模態綜合技術通過計算機模擬整個飛機的結構特性。Nastran能夠有效解決各類大型復雜結構的強度、剛度、屈曲、共振、 動力學、熱力學、非線性等問題。上海MSC軟件產品介紹
拓撲優化是與參數化形狀優化或尺寸優化不同的非參數化形狀優化方法。在產品概念設計階段,為結構拓撲形狀或幾何輪廓提供初始建議的設計方案。MSC.NASTRAN現有的拓撲優化能夠完成靜力和正則模態分析。拓撲優化采用Homogenizaion方法,以孔尺寸和單元方向為設計變量,在滿足結構設計區域的剩余體積(質量)比的約束條件下,對靜力分析滿足**小平均柔度或比較大平均剛度,在模態分析中,滿足比較大基本特征值或指定模態與計算模態的**小差。目前的拓撲優化設計單元為一階殼元和實體單元。集成在MSC.NASTRAN中的拓撲優化,通過特殊的DMAP工具,建立了新的拓撲優化求解序列。在MSC.PATRAN中專門的拓撲優化preference,支持拓撲優化建模和結果后處理。利用MSC.NASTRAN高級單元技術和靜力分析,模態分析的有效解法,可以非常有效地求解大規模的拓撲優化模型。
5.4非線性邊界(接觸問題)平時我們經常遇到一些接觸問題,如齒輪傳動、沖壓成形、橡膠減振器、緊配合裝配等。當一個結構與另一個結構或外部邊界相接觸時通常要考慮非線性邊界條件。由接觸產生的力同樣具有非線性屬性。對這些非線性接觸力,MSC.NASTRAN提供了兩種方法:一是三維間隙單元(***),支持開放，封閉或帶摩擦的邊界條件;二是三維滑移線接觸單元，支持接觸分離，摩擦及滑移邊界條件。另外,在MSC.NASTRAN的新版本中還將增加全三維接觸單元。MSC Nastran 高級非線性功能。
支持應力疲勞分析(S-N方法)、應變疲勞分析(或應變-壽命(ε-N)和多軸疲勞，可以考慮表面處理修正、加工制造、均值應力等的影響，疲勞載荷支持雨流計數，使用線性損傷累積理論，分析疲勞壽命和安全因子;支持在線性靜態分析(SOL 101)、模態瞬態方法(SOL 103、SOL 112)中并行計算直接計算疲勞損傷和疲勞壽命，結果格式有op2等多種格式可供選擇，從而提高疲勞分析的效率，減少分析時間和硬件資源需求。同時能實現與疲勞壽命相關的優化，即以疲勞壽命或疲勞損傷為優化目標或者優化的約束條件對結構進行優化。嵌入式帶來益處:
統一的數據模型，包含應力、載荷、材料，便于管理
直接輸出疲勞結果，避免生成超大規模數據文件
縮短疲勞分析流程，提升計算效率
同一環境下，支持考慮疲勞壽命優化
應力-疲勞同一環境，易于維護和使用，學習成本低。
復合材料分析 ROMAX支持從概念設計到詳細設計的無縫轉換功能。徐州MSC軟件-VTD vires
MARC提供先進、通用、隱式非線性有限元技術，具有高性能、線性并行加速比的能力.上海MSC軟件產品介紹
MSC.NASTRAN全模塊化的組織結構使其不但擁有很強的分析功能而又保證很好的靈活性, 用戶可針對根據自己的工程問題和系統需求通過模塊選擇、組合獲取比較好的應用系統。此外, MSC .NASTRAN的全開放式系統還為用戶提供了其它同類程序所無法比擬開發工具DMAP語言。
4.6響應譜分析響應譜分析(有時稱為沖擊譜分析)提供了一個有別于瞬態響應的分析功能,在分析中結構的激勵用各個小的分量來表示,結構對于這些分量的響應則是這個結構每個模態的比較大響應的組合。
4.8聲學分析MSC.NASTRAN中提供了完全的流體-結構耦合分析功能。這一理論主要應用在聲學及噪音控制領域,例如車輛或飛機客艙的內噪音的預測分析。進一步內容見后"流-固耦合分析"一節中的相關部分。 上海MSC軟件產品介紹
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