第一课 有限元基本理论及软件介绍(西交大).ppt

* * * * 各种有限元软件——Nastran Nastran是美国国家航空航天局(National Aeronauyics and Space Administration简称NASA,又称美国宇航局)为适应各种工程分析问题而开发的多用途有限元分析程序。这个系统称为NASA Structural Analysis System,命名为Nastran。20世纪60年代初,美国宇航局为登月需要,决定使用有限元法开发大型结构分析系统,并能在当时所有大型计算机上运行。为此,以虚构名Tom Butler命名的NASA小组制定了一套全新的通用分析系统规范。它采用了当时唯一的但并不成熟的高级语言Fortran,在计算机计算速度还很慢,内存还很小,且没有磁盘存储器的情况下,创造性地完成了该系统的研制。开发小组包括Computer Science Corporation和MacNeal-Schwendler Corporation(MSC公司,1999年更名为MSC.Software Corporation,一般仍称MSC公司)。Nastran程序最早在1969年通过COSMIC(Computer Software Management and Information Center)对外发行,一般称为COSMIC.Nastran。之后又有各种版本的Nastran程序发行,其中以Msc公司所开发的Msc.Nastran程序用户最为广泛。如今MSC.Nastran已成为标准版的Nastran,是全球应用最广泛的分析程序之一。 MSC. MARC 有限元分析系统 各种有限元软件——Nastran MSC.PATRAN.NASTRAN大型通用FEA分析系统 MSC.PATRAN.NASTRAN是美国MSC公司生产的大型通用FEA分析系统 为工业标准的FEA原代码程序及国际招标中工程分析和校验的工具 MSC.PATRAN前置处理系统 功能强大的有限元网格生成功能 自动与半自动网格剖分 网格优化功能 网格加密功能 MSC.PATRAN 有强大的前置处理功能和各种分析应用模块 MSC.PATRAN ADVANCDE FEA可解决各种静/动力、热传导、接触、非线性问题,拥有400多种单元 MSC.PATRANFEA—可解决各种静/动力、热传导、非线性、优化灵敏度分析 MSC.PATRAN MSC.PATRANTHERMAL—热分析系统 处理各种复杂的热学问题，提供了丰富的与温度有关的材料库、对流关系库、与时间和温度有关的专用函数库 MSC.NASTRAN 线性、几何非线性（大变形）、材料非线性（弹塑性、蠕变、大应变）、接触问题分析 线性与非线性屈曲分析（几何非线性失稳分析、弹塑性失稳分析、非线性后屈曲分析） MSC.NASTRAN 具有强大的动力学分析功能 模态分析、有预应力状态下的模态分析 复特征值分析—用于求解具有阻尼效应的结构特征值和振型，可考虑阻尼、质量和刚度矩阵的非对称性 瞬态响应分析（直接瞬态响应分析与模态瞬态响应分析） MSC.NASTRAN 随机振动分析 响应谱分析 频率响应分析 模态频率分析 声学分析 MSC.NASTRAN 热分析 模拟传导、对流、辐射、相变等所有热传导现象，仿真各类边界条件，构造各种复杂的材料和几何模型，模拟热控系统，进行热—结构耦合分析 MSC.NASTRAN 气动弹性分析 静态和动态气动弹性分析 颤振分析 流—固耦合分析 水动弹性分析 各种有限元软件——ANSYS ANSYS 有限元 分析系统的界面 各种有限元软件——ANSYS 1.主要技术特点 实现前后处理、分析求解合多物理场分析统一数据库的FEA软件 具有流场化的CFD软件 强大的非线性功能 采用并行技术的FEA软件 可与大多数CAD软件集成并有接口 各种有限元软件——ANSYS ANSYS结构分析模块 线性\非线性结构静动力分析 几何非线性，材料非线性，边界非线性 线性\非线性屈曲分析 断裂力学分析 复合材料分析 疲劳及寿命估算分析 超弹性材料的分析 压电分析 ANSYS热分析模块 稳态温度场分析 瞬态温度场分析 相变分析 辐射分析 热—结构耦合分析 电—磁—热—结构耦合分析 ANSYS高度非线性结构分析模块 接触分析 整车碰撞分析 金属成型分析 焊接模拟分析 鸟撞击叶片包容分析 穿甲仿真 容器及防护帽的设计与分析 多体动力学分析 ANSYS流体动力学分析 层流分析 湍流分析 自由对流与强迫对流分析 可压缩/不可压流分析 亚音速、跨音速、超音速流动分析 牛顿流与非牛顿流体分析 化学反应 热辐射边界条件 内流和外流分析 ANSYS电磁场分析模块 2D、3D及轴对称静磁场分析 2D、3D及轴对称时变磁场分析和交流磁场分析