3.1.1创建数据库文件
1)任务栏中点【File】,选择New,文件名输入yuan,点
2)会出现如图3-1这样的一个选择项,Analysis Code下选项选择MSC.Nastran,Analysis Type下的选项选择Structural,点
图3-1 创建文件选择区
3.1.2创建几何模型
1)任务栏中点【Geometry】,Action→CreateObject→Solid, Method→Primitive,点击按钮,弹出如图3-2所示菜单:
图3-2 创建平板菜单栏
2)设定长宽高X Length list→60, Y Length list→40, Z Length list→1, 选择基点Base Origin Point List→[-30 -20 0],点,得到如图3-3所示平板。
图3-3 创建平板
3)创建圆柱:点击按钮,出现如图3-4所示菜单:
图3-4 创建圆柱菜单栏
4)设定圆柱高Height List→5,半径Radius List→2,基点Base Origin Point List→[0 0 0],点。得到如图3-5所示模型:
图3-5 带圆柱板
5)【Geometry】菜单栏中,Action→Edit,Object→Solid, Method→Boolean,点击按钮,弹出如图3-6所示菜单:
图3-6 Boolean菜单
6)选中Target Solid下的命令框,左键单击平板,选中Subtracting Solid List下命令框,左键单击圆柱,点,得到图3-7所示带圆孔板:
图3-7 带圆孔板模型
3.1.3有限元网络划分
1)任务栏中点【Meshing】,Action→Create,Object→Mesh,Type→Solid,弹出如图3-8所示菜单:
图3-8 有限元网络划分
2)这里我们选用四面体自动划分网格Elem Shape→Ted, Mesher→TetMesh, Topology→Ted4, Input List→Solid 1,取消Automatic Calculation选项前的√,在Value后的命令框中输入1.0,点,得到图3-9模型。
图3-9 划分好网格的模型
菜单栏包括3.1.4施加边界条件
1)任务栏中点【Loads/BCs】, Action→Create,Object→Displacement,Type→Element Uniform,Option→Standard,弹出如图3-10所示菜单:
图3-10 施加固定约束菜单栏
2)New Set Name中输入施加固定约束的名称“d1”,Target Element Type→3D,点击按钮,弹出如图3-11所示定义固定约束数据菜单:
图3-11 定义固定约束数据菜单栏
3)设置位移为0:Translations<T1 T2 T3> → <0 0 0>,,回到【Load/Boundary Conditions】菜单栏。
4)点击按钮,弹出如图3-12所示选择固定约束作用部位菜单。
3-12 选择固定约束作用部位菜单栏
5)在Select后的下拉菜单中选择FEM,点击Select 3D Element Faces后命令框,在模型中选择施加固定约束的部位如图3-13所示,用鼠标框选平板的宽×厚中的一个面处的所有单元。
3-13 选择固定约束作用部位
6)点击添加,在Application Region后出现如图3-14所示:
3-14 固定约束作用部位添加成功
7)点击回到【Load/Boundary Conditions】菜单栏,点击添加固定约束,得到图3-15所示模型:
图3-15施加固定约束后模型
8)任务栏中点【Loads/BCs】, Action→Create,Object→Pressure,Type→Element Uniform,弹出如图3-16所示菜单:
图3-16 施加压力菜单栏
9)New Set Name中输入施加压力的名称“p1”,Target Element Type→3D,点击按钮,弹出如图3-17所示定义压力数据菜单:
图3-17 输入施加压力值
10)Pressure后输入施加压力大小“-60000Pa”,“-”表示压力方向从内到外,点,回到【Load/Boundary Conditions】菜单栏。
11)点击按钮,弹出图3-18选择压力作用部位菜单。
图3-18 选择压力作用部位菜单
12)点击Select Solid Faces后命令框,在模型中选择施加压力部位如图3-13所示,即平板的宽×厚的其中一个面Solid 1.6
图3-19 选择施加压力部位
13)点添加,确定添加成功后点,回到【Load/Boundary Conditions】菜单栏,点添加压力,得到图3-20所示模型:
图3-20 边界条件施加完成后模型
3.1.5定义2024各向同性铝材料
1)任务栏中点【Properties】, Action→Create,Object→Isotropic,Method→Manual Input,弹出如图3-21所示菜单:
图3-21 定义材料菜单
2)设定材料名称Material Name2024,点击按钮,弹出如图3-22所示设定材料属性菜单:
图3-22 设定材料属性菜单栏
3)Constitutive Model→Linear Elastic,在Elastic Modulus后输入杨氏模量70000MPa,在Poisson Ratio后输入泊松比0.3,点回到【Properties】菜单,点
3.1.6定义单元属性
1)任务栏中点【Properties】, Action→Create,Object→3D,Type→Solid,弹出如图3-23所示菜单:
图3-23 定义单元属性菜单栏
2)设定单元名称Property Set Nameyuan,点击按钮,弹出如图3-24所示设定单元属性菜单:
图3-24设定单元属性菜单栏
3)点击图标,出现如图3-25所示材料选择栏,点击刚才创建的材料“2024”回到设定单元属性菜单栏,出现,点回到【Properties】菜单栏。
3-25 材料选择栏
4)点按钮,弹出如图3-26所示选择定义单元界面:
3-26选择定义单元界面
5)Select→Entities,点击Select Members后命令框,选中整个模型Solid 1,点添加,确定添加成功后点,回到【Properties】菜单栏,点
3.1.7进行分析
1)任务栏中点【Analysis】, Action→Analyze,Object→Entire Model,Method→Analysis Deck,弹出如图3-27所示菜单:
图3-27 数据分析菜单
2)在Job Name后输入名称yuan,点击进行分析,分析成功后于界面左下角得到如图3-28提示:
3-28 分析成功提示
3)双击文件弹出如图3-29界面:
图3-29 MD Nastran界面
4)选择建立的数据库文件yuan.bdf,点按钮,弹出如图3-30运行界面:
3-30 MD Nastran运行界面
5)点击按钮,弹出如图3-31所示MS-DOS程序框,显示Nastran的运行情况,运算完成之后,计算机的扬声器会有提示音,同时,状态显示窗口关闭。
3-31 MS-DOS程序框
6)读入分析结果:任务栏中点【Analysis】, Action→Access Results,Object→Attach XDB,Method→Result Entities,弹出如图3-32所示菜单:
3-32读入分析结果菜单栏
7)点击按钮弹出如图3-33所示菜单:
3-33 选择导入分析结果文件
8)选择yuan.xdb,回到【Analysis】菜单栏,点击Nastran的分析结果导入Patran中,用于之后的后处理工作。
3.1.8后处理
1)任务栏中点【Results】, Action→Create,ObjectQuick Plot弹出如图3-34所示菜单:
3-34 快速分析结果菜单栏
2)显示应力云纹图:Select Result CasesDefault A1:Static SubcaseSelect Fringe ResultStress TensorQuantityvon Mises此时,模型的von Mises应力云纹图就显示出来,如图3-35所示。
3-35 应力云纹图