NX Nastran非线性接触分析案例精析

NX Nastran简介
 

由NASA组织开发的NASTRAN经历30多年的工程检验已成为工业界公认的分析标准，UGS PLM在2003年获得了NASTRAN的开发权，推出了集成于NX环境下的新一代NASTRAN — NX NASTRAN。2007年1月24日，UGS被西门子公司收购，并改名为Siemens PLM软件公司。NX Nastran包含以下的功能模块：
 

NX Nastran Basic是Nastran的核心子集,包括了一系列分析功能例如线性静态分析,正则模态分析,线性屈曲分析以及热传递分析，NX Nastran Basic为您提供了有限元分析所需的单元类型库,模型材料库，支持强有力的边界条件管理能力，提供系列的包括屈曲分析的线性算法控制能力以及无限规模的正则模态分析能力，支持稳态和瞬态热传递分析的解算能力。NX Nastran Basic在您的虚拟产品开发流程中拥有很关键的地位,为产品性能开发的数字化原型和仿真模拟提供了广泛应用的CAE解决方案。
 

NX Nastran Dynamic Response是对NX Nastran Basic的扩充，可分析载荷和运动在时域或频域范围内对结构的影响。瞬态响应可帮助您预测随时间变化的输入对结构的动力响应；频率响应可预测结构在稳态振动激励下的响应。结构的动力响应是由其固有频率控制的，如果输入激励的频率与结构某阶固有频率接近，则会引起结构的共振以致发生破坏，因此，了解结构的动力响应，可以避免设计的频率落在破坏的频率范围内。
 

NX Nastran Non-linear能分析材料非线性、几何非线性和接触问题，即小应变非线性弹性、大应变超弹性、粘弹性（蠕变）、非线性屈曲和后屈曲，还可计算非线性模态。
 

NX Nastran Superelements 提供了求解大型系统方程更有效的方法超单元，超单元模块是NX Nastran Basic的附加模块，它能有效地把规模很大且复杂的有限元模型分解成许多等价的子结构，这些子结构就叫超单元。NX Nastran超单元能应用于所有的NX Nastran分析类型；在大规模、系统级分析上特别有效，例如整架飞机，整车或者轮船；逐级运行和子装配求解。
 

NX Nastran Aeroelasticity当需要研究结构在气流中的性能时，NX Nastran Aeroelasticity I和II能够在虚拟产品开发（特别是航空航天领域）进程中扮演重要角色，她利用众所周知的Doublet Lattice法计算亚音速和超音速结构响应，可以得到静气弹的应力、载荷、气动力和控制系统分析，动气弹的动力响应包括模态频率、瞬态响应、随机响应和颤振分析。
 

NX Nastran Distributed Memory Parallel可以求解非常庞大的有限元模型，利用NX Nastran DMP可以在不同的计算机上计算模型的不同部分，程序自动将大模型拆分成一系列小部分或小区域，即区域拆分，这些小的模型同时分配到不同的计算机上实现并行计算，区域拆分和并行计算可以大大降低对计算机资源的要求（内存和空间），充分利用现有的资源计算大模型问题。
 

NX Nastran DMAP能够帮助用户在NX Nastran中实现二次开发，DMAP能帮助用户改变或直接产生新的求解序列,通过矩阵的合并、分离、增加、删除、或将矩阵输出到有限元后处理、机构分析、测试相关性等一些外部程序中,DMAP还允许在 NX Nastran中直接执行外部程序。另外,用户还可利用DMAP编写用户化程序, 操作数据库流程。此外，还可以调用NX Nastran提供的上百个功能和预处理模块，并可以实现条件语句If-then-else和循环。
 

NX Nastran Optimization传统典型的人工产品设计循环是“建模——测试——评估——改进”，但是，人工方法每次只能对一个参数发生变化后的设计效果进行评估。NX Nastran优化通过复杂的算法，高效自动地在整个设计空间找到各种参数的某种特定的组合，得到优化的设计或者性能。为了让程序理解你所谓的“优化”，你必须指定设计或者性能目标，例如最小重量、形状约束或者最小应力或应变。你可改变的设计参数包括几何、材料和连接属性。优化能在很多地方发挥关键作用，例如飞行器的减重或减小应力；包装约束条件下的产品形状优化；多准则换位研究例如车辆疲劳与振动特性之间的关系。
 

NX Nastran 基本分析功能可以提供线性静态分析、正则模态分析、线性屈曲分析以及热分析等。其它中端分析软件和其它CAD平台上分析软件需要格式转换，不具备双向传递CAD设计参数的功能。同时NX平台上的分析具有很强的可扩充性，根据客户需求将来可添加需要的专业分析功能如流体分析、专业热分析、非线性分析、超单元分析等等。利用有限元的方法，可以在设计阶段对虚拟样机做大量分析工作，从而减少物理样机的制造数量、试验次数，节省大量的开发试验费用和缩短开发周期
 

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