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(xiàn)有結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分化成很多小的子部件來進行分析,即將結(jié)構(gòu)的特征矩陣(剛度、傳導率、質(zhì)量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似于子結(jié)構(gòu)方法,但較其相比具有更強的功能且更易于使用。子結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的基礎上增加了重復和鏡像映射和多層子結(jié)構(gòu)功能,不僅可單獨運算而且可與整體模型混合使用,結(jié)構(gòu)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(guī)模。應用超單元工程師*需對那些所關(guān)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(jīng)濟、更高效,避免了總體模型的修改和對整個結(jié)構(gòu)的重新計算。MSC.NASTRAN優(yōu)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(fā)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(qū)和不同國家分別進行設計和生產(chǎn),此間每一項目分包商不但可利用超單元功能**進行各種結(jié)構(gòu)分析,而且可通過數(shù)據(jù)通訊在某一地利用模態(tài)綜合技術(shù)通過計算機模擬整個飛機的結(jié)構(gòu)特性。Nastran能夠有效解決各類大型復雜結(jié)構(gòu)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(chǎn)品介紹
拓撲優(yōu)化是與參數(shù)化形狀優(yōu)化或尺寸優(yōu)化不同的非參數(shù)化形狀優(yōu)化方法。在產(chǎn)品概念設計階段,為結(jié)構(gòu)拓撲形狀或幾何輪廓提供初始建議的設計方案。MSC.NASTRAN現(xiàn)有的拓撲優(yōu)化能夠完成靜力和正則模態(tài)分析。拓撲優(yōu)化采用Homogenizaion方法,以孔尺寸和單元方向為設計變量,在滿足結(jié)構(gòu)設計區(qū)域的剩余體積(質(zhì)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(tài)分析中,滿足比較大基本特征值或指定模態(tài)與計算模態(tài)的**小差。目前的拓撲優(yōu)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(yōu)化,通過特殊的DMAP工具,建立了新的拓撲優(yōu)化求解序列。在MSC.PATRAN中專門的拓撲優(yōu)化preference,支持拓撲優(yōu)化建模和結(jié)果后處理。利用MSC.NASTRAN高級單元技術(shù)和靜力分析,模態(tài)分析的有效解法,可以非常有效地求解大規(guī)模的拓撲優(yōu)化模型。
5.4非線性邊界(接觸問題)平時我們經(jīng)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(jié)構(gòu)與另一個結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shù)，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(tài)分析(SOL 101)、模態(tài)瞬態(tài)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(jié)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(xiàn)與疲勞壽命相關(guān)的優(yōu)化，即以疲勞壽命或疲勞損傷為優(yōu)化目標或者優(yōu)化的約束條件對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。嵌入式帶來益處:
統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，包含應力、載荷、材料，便于管理
直接輸出疲勞結(jié)果，避免生成超大規(guī)模數(shù)據(jù)文件
縮短疲勞分析流程，提升計算效率
同一環(huán)境下，支持考慮疲勞壽命優(yōu)化
應力-疲勞同一環(huán)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(zhuǎn)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(shù)，具有高性能、線性并行加速比的能力.上海MSC軟件產(chǎn)品介紹
MSC.NASTRAN全模塊化的組織結(jié)構(gòu)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(jù)自己的工程問題和系統(tǒng)需求通過模塊選擇、組合獲取比較好的應用系統(tǒng)。此外, MSC .NASTRAN的全開放式系統(tǒng)還為用戶提供了其它同類程序所無法比擬開發(fā)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(tài)響應的分析功能,在分析中結(jié)構(gòu)的激勵用各個小的分量來表示,結(jié)構(gòu)對于這些分量的響應則是這個結(jié)構(gòu)每個模態(tài)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(jié)構(gòu)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(nèi)噪音的預測分析。進一步內(nèi)容見后"流-固耦合分析"一節(jié)中的相關(guān)部分。 上海MSC軟件產(chǎn)品介紹
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