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弹性力学仿真软件：MSCNastran：静态线性分析教程

1弹性力学仿真软件：MSCNastran：静态线性分析

1.1MSC_Nastran概述

MSCNastran,作为一款先进的多学科仿真软件，广泛应用于航空航天、汽

车、电子和能源等行业。它由MSCSoftware公司开发，能够进行结构分析、流

体动力学、热分析、电磁分析以及多体动力学等领域的仿真。在结构分析中，

MSCNastran尤其擅长处理静态、动态、线性和非线性问题，为工程师提供全面

的解决方案。

1.1.1静态线性分析

静态线性分析是结构工程中的一项基础分析，用于评估结构在恒定载荷作

用下的响应。这种分析假设材料的性质是线性的，即应力与应变成正比关系，

遵循胡克定律。此外，它还假设结构的变形是小的，因此可以忽略变形对结构

刚度的影响。静态线性分析能够计算结构的位移、应力和应变，帮助工程师评

估结构的安全性和性能。

1.2静态线性分析的重要性

在设计阶段，静态线性分析是确保结构安全性和功能性的关键步骤。它可

以帮助工程师：

识别潜在的结构问题：通过分析应力和应变，工程师可以识别结

构中可能的薄弱环节，避免在实际应用中出现故障。

优化设计：分析结果可以指导设计修改，以减少材料使用、降低

成本或提高结构性能。

验证设计：在设计完成前，通过静态线性分析验证结构是否满足

设计规范和安全标准。

预测结构行为：在不同的载荷条件下，预测结构的响应，确保其

在预期的工作环境中能够正常运行。

1.2.1示例：使用MSCNastran进行静态线性分析

假设我们有一个简单的梁结构，需要分析其在垂直载荷下的响应。以下是

一个使用MSCNastran进行静态线性分析的简化示例：

$MSCNastranInputFileforStaticLinearAnalysis

$Definethematerialproperties

MAT1,1,0.3,7800

1

$Definethesectionproperties

PSHELL,1,1,0.1

$Definethenodes

GRID,1,0.,0.,0.

GRID,2,1.,0.,0.

GRID,3,2.,0.,0.

$Definetheelements

CTRIA3,1,1,1,2,3

$Definetheboundaryconditions

SPC,1,1,0.,0.,0.

$Definetheload

FORCE,1,2,0.,-1000.,0.

$Definetheanalysis

SUBCASE,1

SOL,101

ANTYPE,STATICS

SPC,1

LOAD,1

METHOD,1

EIGRL,,,,100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000