Nastran惯性释放：以开孔板受力为例

下图所示的是一个带圆孔薄板受拉力计算（密度：2.711e-06Kg/mm^3）：

这是一个很简单的算例。遇见这样的问题，我们第一时间想到的是用1/4模型进行计算，这次我们首先用完整的模型进行计算。

计算1

如果用完整模型计算，这时候是没有约束的，在线性静力学问题中，会出现刚体位移，本质上是有限元方程 奇异，无法求解。这时，需要在NX解算方案模型数据中需打开惯性释放 （inrel）设置，如下图。模型两端的总受力为500N。

计算得到的位移和应力结果如下：最大应力为108.94MPa，Y向最大伸长量为0.0129mm（Y向存在小的刚体位移）。此时我们可以到，位移为0点的地方为该模型的质心。

计算2

下面我们再用1/4模型进行计算，模型的边界条件设置：

这里需要注意的是，为了消除有限元方程的奇异，我们还需要在某个节点，定义一个Z向的约束。但是如果我们使用了约束类型下的对称约束 ，那这个节点就不能是对称面上的节点。关于对称面，官方对对称约束的解释：“When you apply symmetric constraint to a planar face, a local nodal Cartesian coordinate system is defined, with its Z axis normal to the plane.”也即是对称面上的节点坐标系会被定义成一个新的局部坐标系，这个坐标系的Z轴垂直与该面。即对称面上的节点的Z向已经不是全局坐标系的Z向了。

经过计算可以得到最大位移0.012901mm，最大应力108.84 MPa。与上次结果对比，位移和应力几乎一致。

计算3

如果我们取消单个节点的Z向约束，打开惯性释放呢？此时得到的结果最大位移为0.0025199mm，最大应力为24.57MPa，完全不一样，甚至变形趋势也是完全不一样。

计算4

在计算3的基础上，把材料密度改为0时，位移和应力结果又回来了。

我们查看f06文件，可以看到有一个警告：PARAM,INREL,-1 OR -2 IS PRESENT BUT NO MASS IS DEFINED. THEREFORE THE INERTIA RELIEF LOADS WILL NOT BE COMPUTED AND THE SOLUTION WILL ONLY REFLECT THE APPLIED LOADS.也即是当密度为0时，只考虑了力和载荷的影响，所以计算结果是对的。

总结

通过查看求解文件，我们可以看到NX其实是通过添加PARAM INREL -2卡片实现自动惯性释放的。

Nastran 支持的惯性释放有PARAM INREL -1和PARAM INREL -2两种方式，第一种为手动方式，需要使用SUPORT卡片定义虚约束（NX 好像目前还不支持此种方式建模，需要手动添在求解文件里加卡片，较为麻烦）；第二种方式是自动进行惯性释放，只需增加卡片，不需其他设置。第二种方式虽然方便，但也有限制条件如下，

即，不可以输出加速度，不支持迭代求解器，模型必须是完全自由的（不可以有约束）。

此时我们就明白了，对于计算3、计算4的情况，已经有了约束，虽然能够有计算结果，但结果是不正确的，虽然我们把密度改为0可以是结果正确，但并不能保证其他较复杂的模型也能够成功。

以上就是今天的内容，一个模型有多种建模和简化的方法，惯性释放在一些情况下，能够给我们的建模带来方便，但是如果使用不当，对它的原理不清楚，甚至可能会带来一些错误的结果。欢迎大家一起来探讨，学习！

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