MSC Nastran隐式非线性SOL 400航空应用（一）

社会很浮躁，吾辈当沉淀。最近学习MSC Nastran SOL400模块，将自己对SOL 400的一些见解记录一下。

SOL400概述

SOL400是MSC Nastran近些年重点开发的模块，其本质是高级非线性软件MSC MARC的隐式算法，MSC Nastran将其算法吸收，嵌入自身程序中，是MSC Nastran推荐默认的非线性问题求解器。

SOL400模块和MSC Nastran的结构模块在Patran中可以切换，除部分高级功能Patran不支持外，大部分功能在Patran中可以设置。

SOL400的特色功能

SOL可处理的问题可分为以下几类

一般非线性分析类型

Nonlinear Static – ANALYSIS = NLSTATICS

Nonlinear Transient Dynamic – ANALYSIS = NLTRAN

Creep – ANALYSIS = NLSTATICS

Viscoelastic – ANALYSIS = NLSTATICS

Heat Transfer Procedures – ANALYSIS = HSTAT or HTRAN

线性分析类型

Linear Statics – ANALYSIS = STATICS

Bifurcation Buckling – ANALYSIS = BUCK

Natural Frequency – ANALYSIS = MODES

Direct and Modal Linear Transient Dynamic – ANALYSIS = DTRAN and MTRAN

Direct and Modal Frequency Response – ANALYSIS = DFREQ, MFREQ

Direct and Modal Complex Eigenvalue – ANALYSIS = DCEIG, MCEIG

以上线性结构分析功能与MSC Nastran的结构模块本质是一样的，以下重点介绍线性摄动分析（Linear Perturbation Analysis）：线性摄动分析是基于一个非线性、带预应力工况的状态下，进行的线性分析。这个预应力工况可以是非线性静力、非线性瞬态响应或热力耦合分析类型。

利用线性摄动分析，可以做以下几种分析类型，在航空领域有很大的应用前景：

a、带预应力的模态分析（Patran支持设置）

b、带预应力的瞬态冲击（Patran支持设置）

c、带预应力的频响分析或正弦振动（Patran不支持设置，需要人工输入，已验证）

d、带预应力的随机振动和NEVF振动疲劳（逻辑上没有问题，后续需要验证）

图2是一个简单的带预应力的模态分析的部分输入文件（step 1为非线性静力分析步，step2为模态分析）：

图3是一个简单的带预应力的频响分析的部分输入文件（step 1为非线性静力分析步，step 2为模态法频响分析，step 2部分需要手动编辑输入）：

SOL 400的多步组合序列分析类型（Multi-Stepping in SOL 400）

Nonlinear Single Physics-非线性单物理分析步序列，如下：

SUBCASE 1

STEP 10

ANALYSIS=NLSTAT

STEP 20

ANALYSIS=NLSTAT

STEP 30

ANALYSIS=NLTRAN

Nonlinear Chained Physics-非线性链式物理分析步序列，如：

SUBCASE 1

STEP 10

ANALYSIS=HSTAT

STEP 20

ANALYSIS=NLSTAT

Nonlinear Coupled Physics-非线性耦合物理场分析序列

Nonlinear Chained Analysis-非线性链式分析，with mesh/time change physics

Linear Perturbation Analysis-线性摄动分析

感兴趣可参考MSC Nastran帮助文档《Nonlinear (SOL 400) User’s Guide》

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...