弹性力学仿真软件：MSC Nastran：接触分析基础.pdfVIP

弹性力学仿真软件：MSCNastran：接触分析基础

1弹性力学仿真软件：MSCNastran：接触分析基础

1.1MSCNastran简介

1.1.11软件概述

MSCNastran是一款由MSCSoftware开发的高级有限元分析软件，广泛应

用于航空航天、汽车、电子、能源等多个行业。自1960年代末期为NASA开发

以来，MSCNastran已经成为结构分析、动力学分析、热分析、优化设计等领域

的标准工具。它能够处理复杂的工程问题，提供精确的解决方案，帮助工程师

在设计阶段预测和解决潜在的结构问题。

1.1.22主要功能与应用领域

1.1.2.1主要功能

结构线性与非线性分析：能够分析结构在静态和动态载荷下的响

应，包括线性和非线性材料行为、几何非线性以及接触非线性。

动力学分析：包括模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析和随

机振动分析，用于预测结构在不同动力学环境下的行为。

热分析：能够模拟热传导、对流和辐射，分析结构的温度分布和

热应力。

优化设计：提供结构优化功能，包括形状优化、尺寸优化和拓扑

优化，以达到最佳设计性能。

多体动力学：模拟机械系统中多个刚体和柔体的相互作用，包括

碰撞、摩擦和间隙效应。

1.1.2.2应用领域

航空航天：用于飞机和航天器的结构分析，确保设计的安全性和

可靠性。

汽车工业：分析车辆的碰撞安全性、振动特性以及疲劳寿命，优

化设计以提高性能。

电子行业：模拟电子设备的热管理，确保设备在不同环境下的正

常运行。

能源行业：分析风力涡轮机、核反应堆等结构的动态响应，确保

能源设施的安全运行。

建筑与土木工程：评估建筑物和桥梁在地震、风载等自然力作用

1

下的稳定性。

1.2示例：结构线性分析

在MSCNastran中进行结构线性分析，通常涉及定义材料属性、几何形状、

边界条件和载荷。下面是一个简单的示例，展示如何使用MSCNastran进行梁

的线性静态分析。

$MSCNastran梁的线性静态分析示例

$定义单元类型

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

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

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

CBEAM,1,1,2,1,1,0.

CBEAM,2,2,3,1,1,0.

$定义材料属性

MAT1,1,3.0e7,0.3,0.3e-3

$定义截面属性

SECTUBE,1,0.1,0.01

$定义边界条件

SPC,1

1,1,2,3

$定义载荷

FORCE,1

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

$分析控制

SUBCASE,1

SOL,101

METHOD,1

EIGRL,1,1,1,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,

0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,

0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,

0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,

0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,0.,