课程 14. 静态分析的建立
目的:
⏹ 回顾建立一个模型的全部必要步骤。
⏹ 懂得如何用MSC/PATRAN进行静态分析。
模型描述:
在本练习中，将建立完整的MSC/PATRAN 主框架模型，并用MSC/NASTRAN进行相应静态分析。
图14-1
具有网格控制点的四分之一对称模型。
图14-2
表14-1
单元类型: 四边形单元Quad8
单元总体边界长度: 1.0"
材料常数描述:
名称: Steel
弹性模量，E(psi): 29E6
泊松比, ν: 0.30
线弹性各向同性材料
单元特性:
名称: Prop1
材料: Stee1
厚度: 0.2"
分析代码: MSC/NASTRAN
分析类型: 完全线性静态分析
分析求解参数: 线性静态。
分析翻译器: 文本输出 2（Text Output 2）格式。 分析输出项： 位移、单元应力、单元应变能
建议的练习步骤:
⏹ 生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。
⏹ 把Tolerance 设为Default , Analysis Code 设为MSC/NASTRAN。
⏹ 产生四分之一对称模型，用图14-2和表14-1的数据来划分有限元网格。
⏹ 等效并优化整个模型，校验是否所有单元的法向方向相同。
⏹ 根据表14-1定义材料特性和单元特性。
⏹ 对全部单元的上表面施加不均匀压力Pressure1。
⏹ 在模型适当位置载加位移边界条件。把模型上下左右边界的位移约束分别命名为disp_lf, disp_rt, disp_tp和disp_bt。
⏹ 根据表14-1，为把模型用于分析运行做准备。
练习过程:
1．生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。
File/New Database...
New Database Name
2．把Tolerance 设为Default , Analysis Code设为MSC/NASTRAN。 New Model Preference
Tolerance
Default
Analysis Code:
3. 产生四分之一对称模型，用图14-2和表14-1的数据来划分有限元网格。
表面几何模型如下图所示。
4. 生成网格控制点并划分网格。
Finite Elements
Action:Object:Type: Number= L2/L1=: Curve List : 选择底边
对底部圆弧的改变。
Number=
L2/L1=:
Curve List :
选择弧的下半部
把L2/L1设为-2，选取弧的上半部。如果有必要，可单击Apply 。 现在对表面划分网格。
Action:Object:Type
Global Edge Length:
Element Topology:
Mesher
Surface List :
有限元模型如下图所示。
5. 等效整个模型，校验是否所有单元的法向方向相同。
Action:
Object:Method:
校验单元法向。
Action:
Object:Test:
Display Control:
可单击工具条中如下的isometric_view图标，把视图改为正等侧视图。
所有单元的法向必须相同。在这个练习中，选择Z 轴负方向为法向方向。如果法线并非指向同一方向，有两种方法可以反转单元法向。第一种是在Verify/Element/Normal下。单击Test Control 中如下的Display Only 图标。
将变为如下的Reverse Elements图标。
Guiding Element
选择一个法向指向所希望方向的单元做为基准，然后单击Apply , 所有法向将指向同一方向。
第二种方法是用Modify/Element/Reverse。Patran 只简单地颠倒所选单元的法向方向。
6. 根据表14-1定义材料特性和单元特性。
Action:Object:Method:Material Name:Constitutive Model:Elastic Modulus:
Poission ’s Ratio:
产生模型的单元特性定义。
Action:Dimension:Type: Property Set Name:Options: Material Name:
7．对全部单元的上表面施加不均匀压力Pressure1。
Action:Object:
Type
Analysis Type:
New Set Name
Target Element Type:
Top Surface Pressure:
Geometry Filter:
FEM
Select 2D Elements or Edges: 选择整个模型
单击选择菜单中如下的Tri or Quad Element 图标，然后选取整个模型。
所施加的不均匀分布压力如下图所示，当然压力的方向依赖于单元法向的方向。
8. 在模型适当位置加载位移边界条件。把模型上下左右边界的位移约束分别命名为disp_lf, disp_rt, disp_tp和disp_bt。
Action:
Object:Type:
New Set Name:
Translations:
Rotations:
Geometry Filter:
Geometry
Select Geometry Entities: 选择模型左边节点
用下表，定义其余的位移边界条件。
表14-2：
完成后的模型位移边界条件如下图所示。
9. 根据表14-1，为把模型用于分析运行做准备。
Analysis
Action:Object:
Method:
OUTPUT2 Format:
Solution Type:
Linear Static
浏览这个框，但不要改变缺省设置。
在MSC/NASTRAN中，子工况是一种把载荷、边界条件、输出选项和其它的与求解类型有关的参数联系起来的工具。当执行非线性分析和分析具有超单元的模型时，子工况是必不可少的。
单击Subcase Create...钮，你会发现已产生了一个子工况，其名称即为缺省（Default ）状态下的载荷工况的名称。子工况由缺省的载荷工况和输出选项组成，可通过单击Output Requests钮来检查。
当检查完成后，可按Cancel 钮。
课程 14. 静态分析的建立
目的:
⏹ 回顾建立一个模型的全部必要步骤。
⏹ 懂得如何用MSC/PATRAN进行静态分析。
模型描述:
在本练习中，将建立完整的MSC/PATRAN 主框架模型，并用MSC/NASTRAN进行相应静态分析。
图14-1
具有网格控制点的四分之一对称模型。
图14-2
表14-1
单元类型: 四边形单元Quad8
单元总体边界长度: 1.0"
材料常数描述:
名称: Steel
弹性模量，E(psi): 29E6
泊松比, ν: 0.30
线弹性各向同性材料
单元特性:
名称: Prop1
材料: Stee1
厚度: 0.2"
分析代码: MSC/NASTRAN
分析类型: 完全线性静态分析
分析求解参数: 线性静态。
分析翻译器: 文本输出 2（Text Output 2）格式。 分析输出项： 位移、单元应力、单元应变能
建议的练习步骤:
⏹ 生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。
⏹ 把Tolerance 设为Default , Analysis Code 设为MSC/NASTRAN。
⏹ 产生四分之一对称模型，用图14-2和表14-1的数据来划分有限元网格。
⏹ 等效并优化整个模型，校验是否所有单元的法向方向相同。
⏹ 根据表14-1定义材料特性和单元特性。
⏹ 对全部单元的上表面施加不均匀压力Pressure1。
⏹ 在模型适当位置载加位移边界条件。把模型上下左右边界的位移约束分别命名为disp_lf, disp_rt, disp_tp和disp_bt。
⏹ 根据表14-1，为把模型用于分析运行做准备。
练习过程:
1．生成新的数据库并命名为Plate_hole.db。
File/New Database...
New Database Name
2．把Tolerance 设为Default , Analysis Code设为MSC/NASTRAN。 New Model Preference
Tolerance
Default
Analysis Code:
3. 产生四分之一对称模型，用图14-2和表14-1的数据来划分有限元网格。
表面几何模型如下图所示。
4. 生成网格控制点并划分网格。
Finite Elements
Action:Object:Type: Number= L2/L1=: Curve List : 选择底边
对底部圆弧的改变。
Number=
L2/L1=:
Curve List :
选择弧的下半部
把L2/L1设为-2，选取弧的上半部。如果有必要，可单击Apply 。 现在对表面划分网格。
Action:Object:Type
Global Edge Length:
Element Topology:
Mesher
Surface List :
有限元模型如下图所示。
5. 等效整个模型，校验是否所有单元的法向方向相同。
Action:
Object:Method:
校验单元法向。
Action:
Object:Test:
Display Control:
可单击工具条中如下的isometric_view图标，把视图改为正等侧视图。
所有单元的法向必须相同。在这个练习中，选择Z 轴负方向为法向方向。如果法线并非指向同一方向，有两种方法可以反转单元法向。第一种是在Verify/Element/Normal下。单击Test Control 中如下的Display Only 图标。
将变为如下的Reverse Elements图标。
Guiding Element
选择一个法向指向所希望方向的单元做为基准，然后单击Apply , 所有法向将指向同一方向。
第二种方法是用Modify/Element/Reverse。Patran 只简单地颠倒所选单元的法向方向。
6. 根据表14-1定义材料特性和单元特性。
Action:Object:Method:Material Name:Constitutive Model:Elastic Modulus:
Poission ’s Ratio:
产生模型的单元特性定义。
Action:Dimension:Type: Property Set Name:Options: Material Name:
7．对全部单元的上表面施加不均匀压力Pressure1。
Action:Object:
Type
Analysis Type:
New Set Name
Target Element Type:
Top Surface Pressure:
Geometry Filter:
FEM
Select 2D Elements or Edges: 选择整个模型
单击选择菜单中如下的Tri or Quad Element 图标，然后选取整个模型。
所施加的不均匀分布压力如下图所示，当然压力的方向依赖于单元法向的方向。
8. 在模型适当位置加载位移边界条件。把模型上下左右边界的位移约束分别命名为disp_lf, disp_rt, disp_tp和disp_bt。
Action:
Object:Type:
New Set Name:
Translations:
Rotations:
Geometry Filter:
Geometry
Select Geometry Entities: 选择模型左边节点
用下表，定义其余的位移边界条件。
表14-2：
完成后的模型位移边界条件如下图所示。
9. 根据表14-1，为把模型用于分析运行做准备。
Analysis
Action:Object:
Method:
OUTPUT2 Format:
Solution Type:
Linear Static
浏览这个框，但不要改变缺省设置。
在MSC/NASTRAN中，子工况是一种把载荷、边界条件、输出选项和其它的与求解类型有关的参数联系起来的工具。当执行非线性分析和分析具有超单元的模型时，子工况是必不可少的。
单击Subcase Create...钮，你会发现已产生了一个子工况，其名称即为缺省（Default ）状态下的载荷工况的名称。子工况由缺省的载荷工况和输出选项组成，可通过单击Output Requests钮来检查。
当检查完成后，可按Cancel 钮。