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第1章 MSC.Software 及 MSC.Patran 介绍1

1.1 MSC.Software 公司介绍1

1.2 什么是 MSC.Patran3

1.2.1 开放式几何访问及模型构造4

1.2.2 各种分析的集成7

1.2.3 有限元建模8

1.2.4 分析条件定义11

1.2.5 结果交互式可视化后处理12

1.2.6 高级用户化工具——PATRAN-PCL 命令语言15

1.3 MSC.Patran 的一般使用流程17

1.4 MSC.Nastran 介绍18

1.4.1 静力分析19

1.4.2 屈曲分析19

1.4.3 动力学分析20

1.4.4 非线性分析21

1.4.5 热传导分析22

1.4.6 空气动力弹性及颤振分析23

1.4.8 多级超单元分析24

1.4.7 流-固耦合分析24

1.4.9 高级对称分析25

1.4.10 设计灵敏度及优化分析26

1.5 MSC.Patran 和 MSC.Nastran 的安装27

1.5.1 MSC.Patran 的运行环境27

1.5.2 MSC.Patran 和 MSC.Nastran 的安装过程28

1.6 与 MSC.Patran 和 MSC.Nastran 相关的主要文件37

1.7 本章小结38

2.1.1 Patran 的用户界面39

2.1 Patran 的用户界面及其操作特点39

第2章 建立几何模型(Geometry)39

2.1.2 Patran 中 Application Widget 面板的操作特点41

2.2 建立几何模型42

2.2.1 【Geometry】介绍42

2.2.2 创建点(Point)43

2.2.3 创建曲线(Curve)45

2.2.4 创建曲面(Surface)49

2.2.5 创建实体(Solid)53

2.2.6 建立自己的坐标系(Coord)55

2.2.7 创建平面和矢量(Plane Vector)56

2.3 编辑几何模型57

2.3.2 编辑曲线(Curve)58

2.3.1 编辑点(Point)58

2.3.3 编辑曲面(Surface)59

2.3.4 编辑实体(Solid)62

2.4 输入输出几何模型67

2.4.1 输入几何模型67

2.4.2 输出几何模型68

2.4.3 修复损坏文件的一种方法68

2.5.2 显示信息(Show)69

2.5 其他几何操作69

2.5.1 删除(Delete)69

2.5.3 根据已有几何对象创建新的几何对象(Transform)71

2.5.4 检查(Verify)75

2.5.5 联结(Associate)76

2.5.6 反联结(Disassociate)76

2.5.7 重新标号(Renumber)76

2.6 本章小结77

3.1.1 Elements 介绍78

3.1 Elements 介绍78

第3章 有限元网格划分(Elements)78

3.1.2 Patran 中的单元库79

3.2 直接生成有限元网格(Create)80

3.2.1 自动网格生成器的分类及其使用范围80

3.2.2 网格疏密的控制81

3.2.3 网格自动生成的操作过程83

3.2.4 几何协调性与有限元网格的协调性84

3.3 用其他方法生成有限元网格(Transform、Sweep)85

3.3.1 移动、旋转、镜像(Transform)85

3.3.2 拉伸和滑动(Sweep)86

3.4 手工生成有限元网格(Create)88

3.4.1 手工创建节点89

3.4.2 手工生成单元89

3.4.3 创建超单元89

3.4.4 多点约束(MPC)90

3.5 对节点、网格或多点约束进行修改(Modify)93

3.5.1 编辑修改网格(Mesh)93

3.5.2 编辑修改单元(Element)95

3.5.5 编辑修改四边形单元(Quad)96

3.5.3 编辑修改梁/杆单元(Bar)96

3.5.4 编辑修改三角形单元(Tria)96

3.5.6 编辑修改四面体单元(Tet)97

3.5.7 编辑修改节点(Node)97

3.5.8 编辑修改网格种子(Mesh Seed)99

3.5.9 编辑修改多点约束(MPC)99

3.6 对模型进行检查(Veilfy、Equivalence)99

3.6.1 模型检查(Verify)100

3.6.2 消除重复节点(Equivalence)104

3.7.1 重新标号(Renumber)105

3.7 其他操作(Renumber、Associate、Disassociate、Optimize、Show、Delete)105

3.7.2 联结(Associate)106

3.7.3 反联结(Disassociate)107

3.7.4 优化(Optimize)107

3.7.5 显示信息(Show)108

3.7.6 删除(Delete)110

3.8 网格划分示例111

3.9 本章小结113

4.1 Loads/BCs 介绍114

第4章 有限元模型的载荷及边界条件(Loads/BCs)114

4.2 施加边界条件(Create)115

4.3 显示及检查边界条件(Show Tabular、Plot Contours、Plot Markers)122

4.3.1 以表格方式显示边界条件(Show Tabular)122

4.3.2 以云纹图方式显示边界条件(Plot Contours)122

4.3.3 以图符形式显示边界条件(Plot Markers)124

4.4 修改及删除边界条件(Modify、Delete)125

4.4.1 修改边界条件(Modify)125

4.4.2 删除边界条件(Delete)125

4.5 施加载荷的一个例子126

4.6 本章小结127

第5章 材料(Materials)128

5.1 Material 介绍128

5.2 创建材料模型(Create)129

5.2.1 创建各向同性材料(Isotropic)129

5.2.2 创建2D 正交各向异性材料(2D Orthotropic)133

5.2.3 创建3D 正交各向异性材料(3D Orthotropic)134

5.2.4 创建2D 各向异性材料(2D Anisotropic)135

5.2.6 创建复合材料(Composite)136

5.2.5 创建3D 各向异性材料(3D Anisotropic)136

5.3 显示创建的材料模型信息(Show)143

5.4 修改及删除创建的材料模型(Modify 和 Delete)145

5.4.1 修改材料属性(Modify)145

5.4.2 删除已定义的材料(Delete)146

5.5.2 Material Selector 的使用147

5.6 本章小结147

5.5.1 创建自己的材料库147

5.5 一些使用技巧147

第6章 有限元模型单元的物理特性(Properties)149

6.1 Properties 介绍149

6.2 创建物理特性并施加于单元(Create)150

6.2.1 创建0D 单元的物理特性150

6.2.2 创建1D 单元的物理特性155

6.2.3 创建2D 单元的物理特性169

6.2.4 创建3D 单元的物理特性176

6.3 显示物理特性(Show)177

6.5 删除单元属性(Delete)179

6.4 修改单元的物理特性(Modifv)179

6.6 本章小结180

第7章 进行分析(Analysis)181

7.1 Analysis 介绍181

7.2 分析参数的设定及提交分析运算(Analyze)182

7.2.1 转换参数设置(Translation Parameters)182

7.2.2 分析类型的设置(Solution Type)185

7.2.3 直接文本输入(Direct Text Input)192

7.2.4 Subcase 的定义(Subcase)193

7.3 读入分析结果(Read Output2、Attach XDB)196

7.2.5 选择定义好的 Subcase(Subcase Select)196

7.3.1 读入分析结果(Read Output2)197

7.3.2 将计算结果与 Patran 相关联(Attach XDB)198

7.4 分析模型的优化(Optimize)199

7.5 读入 Nastran 的输入模型(Read Input File)200

7.6 删除分析工作(Delete)202

7.7 本章小结203

第8章 后置处理(一)(Results)204

8.1 Results 介绍204

8.1.1 结果的定义204

8.1.3 Results 的一般使用方法208

8.1.2 Results 的功能和限制208

8.2 Results 中各种后处理方法介绍(Create)209

8.2.1 分析结果的快速显示(Quick Plot)209

8.2.2 创建结构变形图(Deformation)212

8.2.3 创建云纹图显示(Fringe)217

8.2.4 图形符号显示(Marker)218

8.2.5 创建 YX 坐标曲线图(Graph)222

8.2.6 创建动画(Animation)225

8.2.7 生成报告(Report)226

8.2.8 已有结果再处理(Results)229

8.2.9 自由体后置处理(Freebody)232

8.3 Results 后处理其他操作(Modify、Plot、Delete)240

8.3.1 修改结果图(Modify)240

8.3.2 显示结果图(Post)241

8.3.3 删除结果图(Delete)241

8.4 本章小结242

第9章 后置处理(二)(Insight)243

9.1 Insight 介绍243

9.1.1 Insight 中的工具243

9.2 创建 Insight 工具247

9.1.2 Insight 的一般使用步骤247

9.2.1 创建等值面(Isosurface)248

9.2.2 其他工具方法的属性设置(Attributes)252

9.2.3 Insight Control 菜单的使用257

9.3 修改和删除已创建的显示工具(Modify、Delete)262

9.3.1 修改已创建的显示工具(Modify)263

9.3.2 删除已创建的显示工具(Delete)263

9.4 本章小结264

10.1 工况介绍(Load Case)265

第10章 不同工况的处理(Load Cases)265

10.2 创建及修改工况266

10.2.1 创建工况(Create)266

10.2.2 修改工况(Modify)268

10.3 显示工况(Show)269

10.4 删除工况(Delete)269

10.5 本章小结270

第11章 场(Fields)271

11.1 Fields 介绍271

11.2.1 创建空间场(Spatial Field)272

11.2 创建场(Create)272

11.2.2 创建材料属性场(Material Field)281

11.2.3 创建非空间场(Non-spatial Field)283

11.3 修改、显示和删除场284

11.3.1 修改场(Modify)284

11.3.2 显示场(Show)284

11.3.3 删除场(Delete)286

11.4 本章小结286

12.1.1 创建 XY 窗口287

12.1.2 创建曲线287

12.1 创建(Create)287

第12章 XY 坐标图管理(XY Plot)287

12.1.3 创建曲线图的标题289

12.2 显示(Post)290

12.2.1 显示窗口290

12.2.2 显示曲线291

12.2.3 显示标题291

12.3.1 修改 XY 窗口292

12.3.2 修改曲线292

12.3 修改(Modify)292

12.3.3 修改曲线图的标题295

12.3.4 修改坐标轴的属性295

12.3.5 修改图例299

12.4 重命名(Rename)299

12.5 删除(Delete)300

12.6 本章小结300

13.1 文件管理(File)301

13.1.1 数据库文件的基本操作301

第13章 Patran 的菜单项301

13.1.2 Utilities 菜单项303

13.1.3 模型的输入输出303

13.1.4 其他文件操作303

13.1.5 关闭 Patran307

13.2 组(Group)308

13.2.1 创建组(Create)308

13.2.2 显示组(Post)313

13.2.3 修改组(Modify)314

13.2.4 移动/拷贝到组(Move/Copy)315

13.2.6 由已有的组创建对象(Transform)316

13.2.5 设为当前组(Set Current)316

13.2.7 删除组(Delete)318

13.2.8 将命名属性应用于组(Attributes)318

13.3 视图窗口管理(Viewport)319

13.3.1 创建视窗(Create)320

13.3.2 显示视窗(Post)320

13.3.3 修改视窗的属性(Modify)320

13.3.4 删除视窗(Delete)321

13.4 视图操作(Viewing)322

13.3.5 同时显示所有的视窗(Tile)322

13.4.1 移动、旋转和缩放(Transformations)323

13.4.2 模型居中(Fit View)323

13.4.3 鼠标定位显示(Select Center)323

13.4.4 选择局部显示(Select Comers)324

13.4.5 缩放视图(Zoom(％ of View))324

13.4.6 视点角度(Angles)324

13.4.7 用两点确定视角(View From/To)324

13.4.8 各方向不同比例缩放(Scale Factors)325

13.4.9 命名视图(Named View Options)325

13.4.10 切割/投影显示(Clipping/Perspective)326

13.5 图形显示特性设置(Display)327

13.4.11 任意面切割(Arbitrary Clipping)327

13.5.1 实体的颜色、标签和渲染设置(Entity Color/Label/Render)328

13.5.2 显示/不显示(Plot/Erase)329

13.5.3 高亮度显示(Highlight)330

13.5.4 几何对象显示控制(Geometry)330

13.5.5 有限元对象显示控制(Finite Element)331

13.5.6 边界条件及单元属性显示控制(Load/BC/Elem.Props)331

13.5.9 视窗标题(Titles)333

13.5.7 命名属性(Named Attributes)333

13.5.8 坐标系(Coordinate Frames)333

13.5.10 参考彩色谱(Spectrums)334

13.5.11 范围(Ranges)335

13.5.12 视窗背景颜色设置(Color Palette)336

13.5.13 光线设置(Shading)336

13.5.14 光源(Light Sources)337

13.6 环境设置(Preferences)337

13.6.1 分析解算器的选择(Analysis)337

13.6.3 显示设置(Graphics)338

13.6.2 全局参数设置(Global)338

13.6.4 鼠标设置(Mouse)340

13.6.5 选择设置(Picking)340

13.6.6 报告格式设置(Report)341

13.6.7 几何设置(Geometry)342

13.6.8 有限元设置(Finite Element)343

13.7 工具选项(Tools)343

13.7.1 列表选择(List)343

13.7.2 计算质量属性(Mass Properties)345

13.7.5 设计优化(Design Study)347

13.7.3 定义梁截面(Beam Library)347

13.7.4 定义变量(Model Variables)347

13.7.6 ABAQUS 的“Rebar”定义(Rebar Definition)349

13.7.7 调用 MSC.Fatigue 应用模块(MSC.Fatigue)349

13.7.8 层合板设计(Laminate Modeler)349

13.7.9 分析管理器(Analysis Manager)350

13.7.10 关于网格划分等的补充功能(Pre Release)350

13.8 在线帮助(Help)353

13.9 本章小结354

14.1 静力分析355

第14章 应用实例355

14.2 模态分析359

14.3 复合材料结构分析360

14.4 非线性分析365

14.5 热应力分析369

14.6 优化分析374

14.7 本章小结377

附录 A MSC.Patran 中数据的输入方法378

A.1 用鼠标从屏幕上拾取对象378

A.2.2 FEM 编号379

A.2.3 直接输入点的坐标379

A.2 按语法从键盘直接输入379

A.2.1 几何编号379

A.2.4 直接输入矢量380

A.2.5 坐标轴的输入380

附录 B Patran 工具栏的各工具功能列表381

附录 C Patran 中的单位制384

附录 D Patran 和 Nastran 中的坐标系385

附录 E MSC 的工具集 Utilities386