Кафедра “Автомобили и тракторы”

Курс “Строительная механика автомобиля”

Пример работы с программными системами MSC.Nastran, MSC.Patran.

Нижний Новгород 2011

Введение.

MSC.Nastran и MSC.Patran являются системами для конечно-элементного моделирования и просмотра результатов при решении инженерных задач. С помощью этих систем можно решать сложные задачи, связанные со статическим, температурным и динамическим воздействием на структуру.

Система для проведения расчетов инженерных задач численным методом состоит из пре- и пост- процессора и решателя. Для подготовки данных для решения задачи и просмотра результатов используется MSC.Patran. Для решения самой задачи используется программа MSC.Nastran. Обе эти программы объединены в один комплекс, что обеспечивает удобную работу с данной системой при решении поставленных задач.

Пре-процессор

MSC.Patran (*.db)

Решатель

MSC.Nastran

Пост-процессор

MSC.Patran (*.db)

*.bdf

*.xdb (*.op2)

MSC.Patran позволяет строить геометрию и импортировать её из других CAD систем. Существующий автоматический генератор конечно-элементной сетки избавляет пользователя от трудоёмкой операции высчитывания координат узлов и описания элементов. Эта система имеет удобный интерфейс, как при постановке задачи, так и при просмотре результатов.

Геометрическая модель

Fz=2500 Н

400 мм

1000 мм

400 мм

500 мм

500 мм

P=0,0025 МПа

Fy=500 Н

Fy=500 Н

Fz=2500 Н

Каркас данной конструкции предлагается моделировать при помощи балочных элементов, а поверхность при помощи оболочных. Материал конструкции сталь с характеристиками Е=2,1Е+05МПа, ν=0,3 , ρ=7,8Е-09 т/мм³. Сечения элементов каркаса тонкостенные прямоугольные с размерами 50х25х3 , 25х25х3. Толщина панели 1 мм.

1. Запустить программу для построения конечно-элементной модели MSC.Patran.

2. Создать новую базу данных в рабочем каталоге с настройками для решателя MSC.Nastran.

3. Построение геометрии конструкции.

1. Построение точек.

№ точки	X	Y	Z
1	-200	0	0
2	200	0	0

Последующие точки строим путем переноса ранее построенных точек. Также их можно построить по координатам, как описывалось выше.

Отображение точек.

2. Построение кривых.

Строим кривые по двум точкам, выбирая их мышью на экране.

Отображение кривых.

3. Построение поверхности.

Строим поверхность по четырем границам, выбирая их мышью на экране.

Отображение поверхности.

4. Построение конечно-элементной модели.

1. Назначение на построенной геометрии размер конечно-элементной сетки.

2. Построение конечно-элементной сетки.

   1. Балочные элементы.

Отображение балочных элементов и узлов.

2. Оболочные элементы.

Отображение элементов.

3. Проверка конечно-элементной сетки на совместность элементов в узлах.

Отображение сливаемых узлов.

3. Задание граничных условий.

1. Задание закрепления модели.

Отображение закрепления модели.

2. Задание сосредоточенной нагрузки.

Отображение сосредоточенных сил.

3. Задание распределенной нагрузки в виде давления

Отображение давления.

4. Задание характеристик материала.

5. Задание свойств элементов.

1. Задание свойств балочных элементов.

Аналогичным способом создаем свойство под именем beam_2 с сечением 25х25х3.

2. Визуализация поперечных сечений балочных элементов.