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NX Nastran

NX Nastran简介

源于美国国家航空航天局(NASA)的结构分析软件Nastran经过40年的发展已经成为世界上最为著名的有限元求解程序,拥有最为广泛的用户群,其解算结果和数据格式已经成为CAE行业标准。

博 览达提供的NX Nastran是经美国政府认证的两个商业版Nastran之一,现正广泛用于美国工业界及NASA各研究所。NX Nastran是由西门子/UGS PLM Software 研发、维护的全球标准Nastran,产品主要包括Professional Package、Dynamics Package、TMG Thermal Package、Server Package四个标准包及配选的功能模块。博览达合理的价格及坚强的技术团队让每个CAE工程师都能使用全功能的Nastran圆满地完成分析、仿真任 务。

主要模块及功能介绍

  • NX Nastran Basic(基本模块)


NX Nastran基本模块是NX Nastran的一个核心子集,包括一套 强健的线性静力学、模态、屈曲分析和基本非线性等功能。其分析功能包括:

  1. 线性静力分析(包括惯性释放)
  1. 正则模态
  2. 屈曲分析
  3. 模型检查
  4. 复合材料分析
  5. 传热
  6. 基本非线性分析

    

  • Optimization(优化)


NX Nastran的优化过程由设计灵敏度分析及优化两大部分组成,设计灵敏度分析用于评估设计变动对结构的影响程度。有效的优化 算法允许在大模型中存在上百个设计优化变量和响应。设计灵敏度 和优化分析支持的分析类型包括:

  1. 静力分析
  2. 模态以及屈曲分析
  3. 瞬态响应、频率响应
  4. 气动弹性和颤振分析

 

  • Superelements(超单元)


超 单元模块在求解超大的复杂有限元模型时具有关键的作用,它可将大型结构分解为较小的同等子结构集合,这些子结构称为超单元。该模块可用于所有NX Nastran 分析功能,在大型的完整系统分析中特别高效,例如整架飞机、车辆或者轮船;同时该模块可执行增量或者部分装配求解,大大提高了运算效率。

  • Dynamic Response(动力响应)


动力响应模块可在时间和频率领域内评价产品性能。结构动力学分析是Nastran的最强项之一,方法有直接积分法和模态法,可考虑各种阻尼 (如结构阻尼、材料阻尼和模态阻尼)效应的作用。主要分析类型有:

  1. 频率响应分析
  2. 瞬态响应分析
  3. 随机振动响应分析
  4. 冲击谱响应分析

    

 

 

 

 

  • Aeroelasticity(气弹分析)


气弹分析模块可预测产品结构性能在风场中的动力稳定性和动态 响应,气动弹性问题涉及气动、惯性及结构力间的相互作用,可以进行飞机、导弹、悬索桥、电视发射塔甚至烟囱和高压线的气动弹性分析和设计。气动弹性分析功能主要包括:

  1. 静态及动态气弹响应分析
  2. 结构颤振分析
  3. 气动弹性设计灵敏度和优化
  4. 亚音速和超音速分析

 

  • Advanced Nonlinear(高级非线性)


 高级非线性模块集成了世界最先进的ADINA解算技术,包括 隐式求解器Sol 601和显式求解器Sol 701,支持分析类型包括:

  1. 材料非线性,例如
      -- 垫圈(Gasket)材料、超弹性材料
      -- 粘弹性材料、弹塑性材料
  2. 几何非线性,接触问题,例如面接触、自接触等

 

  • Rotor Dynamics(转子动力学分析)


转 子动力学分析主要解决旋转机械的动力设计,振动分析,故障诊 断等问题。它的主要任务是:预计临界转速,预计转子不平衡引起的同 步振动响应,预计开始失稳的门坎转速以及转子在加速或减速过程中的 瞬态响应。NX Nastran转子动力学是基于SOL110(复模态)实现的,支 持非对称转子分析,可以分析航空发动机、压缩机、离心机、汽轮机、涡轮机和泵等旋转机械转子系统的陀螺力矩和动力学特性。

  • DMAP


DMAP (直接矩阵提取程序)是NX Nastran高效的二次开发语言,已有30多年历史。DMAP主要功能包括:

  1. 帮助用户改变或直接产生新的求解序列,实现矩阵的合并、分离、增加、删除, 或将矩阵输出到有限元后处理、 机构分析以及测试相关性等一些外部程序中。
  2. 用户可利用DMAP编写用户化程序,操作数据库流程。

 

  • Enhanced Parallel Processing(增强的并行计算性能)


NX Nastran包含强大的并行计算求解功能,大大提高了在求解超大模型时的效率。NX Nastran不仅支持共享内存式单机多CPU并行SMP;同时也支持分布式多机多CPU并行DMP,可用于工作站集群,尤其特别地,其独特的HDMP支 持模型同时按几何和频率范围进行分割,极大地提高计算效率。

  • TMG Thermal(TMG热分析)


 TMG Thermal包含了解决大多数通用工程问题所需的静态和瞬态热力 分析功能,包括传导、对流、辐射和相位变化的建模与分析。TMG Thermal 提供了一套完整的热力边界条件和求解程序控制,以及一套供装配件使用的功能强大的热力建模工具。

 

 

  • TMG Advanced Thermal(TMG高级热分析)


 TMG Advanced Thermal中增加了许多高级热力和流体流动分析功能,包括管流分析建模、强迫对流分析。此外,它还提供广泛的高级工具,用于分析高级辐射和航天器模 型,模拟包含太阳和行星的环境热、轨道、镜面反射和光影追踪与铰接的相对运动结构等。它同样支持高级求解特征,如用户编写的子程序、模型简化、子结构以及 与其他工业软件的接口。

 

 

  • TMG Flow(TMG流分析)


 TMG Flow提供一套综合的三维计算流体动力学(CFD)解决方案。TMG Flow使用高效的基于单元的有限体积法求解程序,计算静态和瞬态 应用中的三维流体速度、温度和压力。当它与TMG Thermal组合使用时,可以解决范围广泛的多种物理问题,这些问题涉及流体流动和热传导,低速与高速的可压缩或不可压流动等。

 

 

 

 


Femap-超强的Nastran前后处理器

 

Femap作为高性价比的高端有限元前后处理器,从1985年开发至今,已经有20多年的历史。其前后处理能力强大,主要特点包括:

  • Femap基于Windows界面风格,易学易用且功能强大。
  • 以行业标准Parasolid为基础,支持目前的主流CAD,如CATIA、UG、Pro/Engineer、Solid Edge以及Solidworks等软件输出文件。
  • 对20多种CAE求解器提供深层次和高质量的支持,包括NX Nastran、MSC.Nastran、MD Nastran、ANSYS、ABAQUS、TMG以及LS-DYNA等。
  • 客户化定制功能强大。功能全面、面向对象、基于OLE/COM的编程API,完全集成的Visual Basic开发环境
  • 高级后处理工具支持动态切削平面、动态等势面、节点力、流线等。


Other New Features(其他新功能)

NX Nastran还提供了一些其他新功能,举例如下:

  • 胶合功能可轻松实现非协调网格的连接并适用于所有的分析类型;
  • 面面接触功能可解决线性静态分析中的接触问题;
  • 运用预紧力螺栓可实现带螺栓预载荷的装配体模态和应力分析;
  • 新迭代算法可快速提高以体单元为主的大型模型的求解速度。


NX Nastran解决方案包含的标准包

博 览达提供的NX Nastran解决方案,完整地涵盖了CAE结构、热、流等分析,包括以下四种标准包及附加模块。Professional Package是针对结构分析工程师提供的专业包,该专业包可通过配选模块,实现最完整的功能;Dynamics Package包含了功能强大的超单元模块,是为专注于动力响应分析的客户选配的标准包,可以让用户轻松执行大模型的动力分析;TMG Thermal Package是博览达针对原有的Nastran基本热分析的不足而提供的专业热分析标准包,同时也提供可选的高级热分析及CFD流分析模块; Server Package为执行超大模型分析的用户提供了可用于并行处理的服务器标准包。

 

NX Nastran 各标准包功能列表

模块

Professional Package

Dynamics Package

TMG Thermal Package

Server Package

前后处理器Femap

 

静力分析

模态分析

屈曲分析

复合材料分析

传热

基本非线性分析

动力响应

 

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优化

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超单元

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气弹分析

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隐式高级非线性

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显式高级非线性

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转子动力学分析

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二次开发语言DMAP

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TMG热分析

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TMG流分析

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TMG高级热分析

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支持Windows

支持64-Bits

支持SMP

支持DMP

 

 

 

支持HDMP

 

 

 

支持Cluster

 

 

 

支持LINUX/UNIX

 

 

 

 

“•”表示包括的功能 ;“+”表示可选的功能。