Patran/Nastran壳单元静力分析和模态分析

建立几何模型

1. 打开 Patran—File—New—选个路径—设置文件名为 622.db
2. Geometry—Surfaces—右侧会出现窗口
3. 依次设置 Action:Create,Object:Surface,Method:XYZ
4. 点击 Apply

建立材料

1. Properties—Isotropic—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Create,Object:Isotropic,Method:Manual Input,Material Name: steel_xdd
3. 点击 Input Properties，设置弹性模量为 210E9，泊松比 0.3，密度 7850，点击 ok
4. 点击 apply

建立单元属性

1. Properties—2D Properties—Shell—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Create,Object:2D,Type:Shell
3. 设置 Property Set Name: pshell_xdd
4. 点击 Input Properties—点击 Mat Prop Name 后面的图标—选择已经定义的材料
5. 设置 Thickness 值为 0.2，点击 ok
6. 点击 Select Application Region—Select:Entities—选择左边界面的几何图形或者点击 Pick All—add—ok
7. 点击 Apply

划分网格

1. Meshing—Mesh Seeds—Uniform—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Create,Object:Mesh Seed,Type:Uniform
3. 依次选择几何线，并设置单元个数或者单元大小，点击 Apply
4. 依次设置 Action:Create,Object:Mesh,Type:Surface
5. 依次设置 Elem Shape:Quad,Mesher:IsoMesh,Toplogy:Quad4
6. 选择界面上的几何面，点击 Select Existing Prop，选择已经定义好的单元属性
7. 点击 Apply

设置工况 Load Case

设置约束

1. Load/BCS—Displacement Constraint—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Create,Object:Displacement,Type:Nodal
3. 设置约束名称为 spc_xdd
4. 点击 Input Data—选择约束的位移值，位移与转角均设置为<0 0 0 >
5. 点击 Select Application Region—Select:FEM—选择约束的节点—add—ok
6. 点击 Apply, 约束设置完毕

设置载荷

1. Load/BCS—Force—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Create,Object:Force,Type:Nodal
3. 设置载荷名称为 force_xdd
4. 点击 Input Data—选择集中力的大小，Force 为<0 0 100>
5. 点击 Select Application Region—Select:FEM—选择集中力作用的节点—add—ok
6. 点击 Apply, 载荷设置完毕

设置工况

这一步可以不设置，系统会自动创建一个名为 Default 的工况，下面我们学习一下怎么设置与修改

1. Load/BCS—Create Load Case—右侧会出现窗口
2. 可以看到，在 Existing Load Cases 已经有一个名为 Default 的工况
3. 将 Action 设置为 Modify—点击下面的 Default—弹出一个窗口
4. 左上角的是可选的载荷和约束，右上角是已经定义好的工况，最下面的当前工况希望含有的载荷与约束
5. 点击 Remove All Rows 可以清空下面框框里面的载荷与约束，然后按照需求从左上角选择想添加到当前工况的载荷与约束
6. 选择完毕后，点击 ok 退出设置
7. 点击设置工况名称，点击 Apply 即可

设置求解选项

静力分析设置

1. Analysis—Analysis Desk—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Analyze,Object:Entire Model,Method:Analysis Desk
3. 设置 Job Name: 622
4. 点击 Solution Type: LINEAR STATIC—点击 ok
5. 点击 Subcase Select 挑选工况，默认是选择名为 Default 的工况
6. 点击 Subcases —点击 Output Requests—把位移应力应变添加进去—点击 ok—点击 Apply—点击 Cancel 退出此界面
7. 点击 Apply 开始生成 bdf 文件
8. 打开 Nastran 求解622.bdf文件

静力分析结果

静力分析 BDF 文件

SOL 101
CEND
TITLE = MSC.Nastran job created on 23-Nov-24 at 21:07:43
ECHO = NONE
SUBCASE 1
   SUBTITLE=Default
   SPC = 2
   LOAD = 2
   DISPLACEMENT(SORT1,REAL)=ALL
   STRAIN(SORT1,REAL,VONMISES,STRCUR,BILIN)=ALL
   STRESS(SORT1,REAL,VONMISES,BILIN)=ALL

BEGIN BULK
PARAM    POST    0
PARAM   PRTMAXIM YES
CQUAD4   1       1       1       2       5       4
CQUAD4   2       1       2       3       6       5
CQUAD4   3       1       1       4       8       7
CQUAD4   4       1       4       5       9       8
CQUAD4   5       1       5       6       10      9
CQUAD4   6       1       7       8       12      11
CQUAD4   7       1       8       9       13      12
CQUAD4   8       1       9       10      14      13
GRID*    1                              .809319019317627.467628985643387
*        0.
GRID*    2                              1.30931901931763.467628985643387
*        0.
GRID*    3                              1.80931901931763.467628985643387
*        0.
GRID*    4                              1.12353098392487.781840980052948
*        0.
GRID*    5                              1.42647039890289.793113708496094
*        0.
GRID*    6                              1.80931901931763.800962328910828
*        0.
GRID*    7                              .809319019317627.967628955841065
*        0.
GRID*    8                              1.134803771972661.08478021621704
*        0.
GRID*    9                              1.462530970573431.12084078788757
*        0.
GRID*    10                             1.809319019317631.1342955827713
*        0.
GRID*    11                             .8093190193176271.46762895584107
*        0.
GRID*    12                             1.142652392387391.46762895584107
*        0.
GRID*    13                             1.475985646247861.46762895584107
*        0.
GRID*    14                             1.809319019317631.46762895584107
*        0.
MAT1     1      2.1+11          .3      7850.
PSHELL   1       1      .2       1               1
SPCADD   2       1
LOAD     2      1.      1.       1
SPC1     1       123456  1       7       11
FORCE    1       10      0      100.     0.      0.     1.
ENDDATA

模态分析设置

1. Analysis—Analysis Desk—右侧会出现窗口
2. 依次设置 Action:Analyze,Object:Entire Model,Method:Analysis Desk
3. 设置 Job Name: 518
4. 点击 Solution Type: NORMAL MODES—点击 ok
5. 点击 Subcase Select 挑选工况，默认是选择名为 Default 的工况
6. 点击 Subcases Parameters—设置 Number of Desired Roots:20(希望求 20 阶特征值)—点击 ok—点击 Apply—点击 Cancel 退出此界面
7. 点击 Apply 开始生成 bdf 文件
8. 打开 Nastran 求解518.bdf文件即可

模态分析结果

模态分析 BDF 文件

SOL 103
CEND
ECHO = NONE
SUBCASE 1
   SUBTITLE=Default
   METHOD = 1
   SPC = 2
   VECTOR(SORT1,REAL)=ALL
   SPCFORCES(SORT1,REAL)=ALL

BEGIN BULK
PARAM    POST    0
PARAM   PRTMAXIM YES
CQUAD4   1       1       1       2       5       4
CQUAD4   2       1       2       3       6       5
CQUAD4   3       1       1       4       8       7
CQUAD4   4       1       4       5       9       8
CQUAD4   5       1       5       6       10      9
CQUAD4   6       1       7       8       12      11
CQUAD4   7       1       8       9       13      12
CQUAD4   8       1       9       10      14      13
GRID*    1                              .809319019317627.467628985643387
*        0.
GRID*    2                              1.30931901931763.467628985643387
*        0.
GRID*    3                              1.80931901931763.467628985643387
*        0.
GRID*    4                              1.12353098392487.781840980052948
*        0.
GRID*    5                              1.42647039890289.793113708496094
*        0.
GRID*    6                              1.80931901931763.800962328910828
*        0.
GRID*    7                              .809319019317627.967628955841065
*        0.
GRID*    8                              1.134803771972661.08478021621704
*        0.
GRID*    9                              1.462530970573431.12084078788757
*        0.
GRID*    10                             1.809319019317631.1342955827713
*        0.
GRID*    11                             .8093190193176271.46762895584107
*        0.
GRID*    12                             1.142652392387391.46762895584107
*        0.
GRID*    13                             1.475985646247861.46762895584107
*        0.
GRID*    14                             1.809319019317631.46762895584107
*        0.
EIGRL    1                       20      0                       MASS
PSHELL   1       1      .2       1               1
MAT1     1      2.1+11          .3      7850.
SPCADD   2       1
SPC1     1       123456  1       7       11
ENDDATA