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“机械工程有限元分析基础”本科生课程

有限元分析软件

MSC.NASTRAN2005r2ed

操作指南

南京航空航天大学

机电学院

设计工程系陈剑张保强郭勤涛

2007年11月

有限元结构静力与动态分析详细步骤

南京航空航天大学机电学院设计工程系陈剑张保强郭勤涛

一、分析目的

有限元分析(FEA)是对物理现象（几何及载荷工况）的模拟，是对真

实情况的数值近似。通过划分单元，求解有限个数值来近似模拟真实环境

的无限个未知量。借助有限元分析软件进行结构静力与结构动力分析可以

节省大量的时间。通过本分析可以熟悉有限元软件patran与nastran的使

用。

二、分析内容

1、使用nastran进行一个悬臂梁的静力分析和动力分析

2、使用nastran进行直齿圆柱齿轮的静力分析

三、使用软件简单介绍

MSC.Patran作为一个优秀的前后之处理器，具有高度的集成能力和良好的

适用性：自动有限元建模:MSC.Patran的新产品中不断增加了很多更灵活更方便

的智能化工具,同时提供了自动网格及工业界最先进的映射网格划分功能,使用

户快速完成他们想做的工作。同时也提供手动和其它有限元建模方法，一满足不

同的需求。

分析的集成：MSC.Patran提供了众多的软件接口，将世界上大部分著名的

不同类型分析软件和技术集于一体，为用户提供一个公共的环境。这样可以使用

户不必担心不同软件之间的兼容问题，在其它软件中建立的模型，在MSC.Patran

中仍然可以正常使用，非常灵活。用户也能够根据多种类型的仿真结果对产品的

整体设计给出正确的判断,进行相应的改进，这就大大的提高了工作效率。

用户可自主开发新的功能：用户可将MSC.Patran作为自己的前后置处理器,

并利用其强大的PCL（PatranCommandLanguage）语言和编程函数库把自行开

发的应用程序和功能及针对特殊要求开发的内容直接嵌入MSC.Patran的框架系

统,或单独使用或与其它系统联合使用。这样，MSC.Patran又成为用户二次开发

的一个良好平台，可以为用户提供更强大和更专业的功能。

分析结果的可视化处理：MSC.Patran丰富的结果后处理功能可使用户直观

的显示所有的分析结果,从而找出问题之所在，快速修改，为产品的开发赢得时

间，提高市场的竞争力。MSC.Patran能够提供图、表、文本、动态模拟等多种

结果形式，形象逼真、准确可靠。

Patran的主要功能有：

开放式几何访问及模型构造

各种分析的集成

有限元建模

分析条件定义

结果交互式可视化后处理

PATRAN-PCL命令语言等

而nastran具有静力分析，屈曲分析，动力学分析，非线性分析，热传导分

析，空气动力弹性及颤振分析，流-固耦合分析，多级超单元分析，高级对称分

析设计灵敏度及优化分析等。

四、分析步骤

1.创建有限元模型（利用patran可建立有限元模型）

–创建或读入几何模型

–划分单元(节点及单元)

2.施加载荷进行求解（本分析主要采用patran完成）

–施加载荷及载荷选项.

–定义材料和单元属性

–求解.

3.查看结果（本分析主要采用nastran完成）

–查看分析结果.