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MD Nastran 多学科有限元求解器
售价:    (Tel:(8610)82318880)
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简介:MD技术是MSC.Software公司企业级解决方案的核心和基础,多学科(MD)分析技术,大大减少仿真分析与实际工作环境之间的差距,确保准确模拟真实的世界。MSC.Software的企业仿真方案使用详细的数字产品模型模拟并验证产品各个方面的性能、制定和跟踪严格的设计目标、沟通协调产品开发,从而使产品创新和质量提高到一个最具竞争力的新水平
公司:北京海基嘉盛科技发展有限责任公司
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    功能最强、应用最广的多学科仿真平台

    MD技术是MSC.Software公司企业级解决方案的核心和基础,多学科(MD)分析技术,大大减少仿真分析与实际工作环境之间的差距,确保准确模拟真实的世界。MSC.Software的企业仿真方案使用详细的数字产品模型模拟并验证产品各个方面的性能、制定和跟踪严格的设计目标、沟通协调产品开发,从而使产品创新和质量提高到一个最具竞争力的新水平。1

MD Nastran 多学科有限元求解器

    通过提供极限的并行设计仿真能力,MD Nastran使企业能够:

    ●  产品更快速投放市场——快速透彻了解整个设计性能,能够使设计环节速度更快和使整个方案时间缩短50%以上。

    ●  更低的制造成本——在设计过程中更早地了解设计产品的性能,从而能够在设计获批准之前发现和修改缺陷。同时,能够更早地确定可加工性、优化制造环节时间、减少材料余量和防止不必要设备的投资。

    ●  提高分析效率——对共同分析数据模型的支持,避免了在不同学科仿真之间手工传递信息和数据。

    ●  改善产品质量和降低维护成本——通过对多学科之间复杂交互作用的准确描述,MD Nastran仿真结果更准确地反映了真实结果,消除了使用过程中意想不到的操作错误。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    MD Nastran具备多学科优化的能力,并具有处理大规模问题和提升高性能计算效能的强大能力。针对制造商对越来越复杂模型进行交互多学科分析的需要,MD Nastran提供的关键功能可以提高设计效率和完善流程管理。

    MD Nastran的优化功能具有尺寸、形状、拓扑等的组合优化能力,可以提高整个设计效率和并预测产品全生命周期内的性能。MD Nastran独特的优化序列能够综合考虑各种工况,例如静态NVH加内外噪声,从而可更准确地确定设计的鲁棒稳健性。

    只有MD Nastran在仿真时支持多学科之间的交互作用和耦合效应。无论是线性、非线性、运动学,还是显式动力学,MD

    Nastran都能够让多种学科一起工作,从而准确地、适时地在多学科之间提供正确的工程和力学反馈。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    MD Nastran软件功能

    1)基本功能

    MD Nastran的基本模块支持各种材料模式的线性分析,包括:均质各向同性材料、正交各向异性材料、各向异性材料和随温度变化的材料等。

    2)动力学分析

    结构动力学分析是MD Nastran的最主要强项之一,它具有其它有限元分析软件所无法比拟的强大分析功能。MD Nastran动力学分析功能包括时间域的瞬态响应和频率域的频率响应分析,方法有直接积分法和模态法,同时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。MD Nastran动力学响应分析可以准确预测结构的动力特性,大大提高虚拟产品开发的成熟度,改善物理样机的产品品质。

    3)流-固耦合和声场分析

    流-固耦合分析主要用于解决流体(含气体)与结构之间的相互作用。主要应用在汽车NVH、列车车辆和飞机客舱等的内噪音预测分析,以及考虑流体质量影响的流体中结构如舰船的模态特性分析等。MD Nastran的声场分析功能还集成了Actran的声学求解技术,不但可以进行内声场的分析,还可以进行外声场的分析。可以分析结构的声辐射,声传播,吸收,散射以及结构声振耦合问题等。并且最大的特点是可以求解大型结构的内外声结构耦合分析和优化,如整车的声响分析和动力系统的声辐射。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    4)自动部件模态综合法-ACMS

    ACMS(Automated Component Mode Synthesis)自动部件模态综合法,使得工程师能够实现对大模型的动力响应分析和声场分析,ACMS法自动将一个大模型用区域分解法分成几个子区域进行各个子结构的模态分析,然后进行模态综合,由此得到整体结构的动力学特性。

    在MD Nastran中,自动部件模态综合法(ACMS)得到了大大增强,新增加了矩阵域自动部件模态综合法(MDACMS),此法基于自由度计算,与已有的几何域自动部件模态综合法(GDACMS)相比计算速度更快,而且模型越复杂,计算效率提升越明显;可应用于模态分析,瞬态分析,频响应分析及优化分析,对于多点约束(MPC)多的情况下计算效率更高。

    MD Nastran的ACMS 技术可与分布式域并行计算技术(DMP)相结合,对频率范围较宽且有多个动力载荷的复杂模型,可大幅度提高计算速度和计算精度。

    5)热传递分析

    利用MDNastran可以计算出结构内的

    温度分布状况,并直观地看到结构内潜热、热点位置及分布。

    MD Nastran提供了稳态和瞬态热分析的线性、非线性求解算法。还提供了9个稳态求解器和12个瞬态求解器,用户可以指定求解器求解,同时支持双精度计算。支持热-结构链式分析和完全的热-结构耦合分析。在热-结构链式分析中,热分析的网格可以和结构分析的网格不同,热分析的结果将自动插值到结构网格中。支持热接触功能,热可以通过接触传递,大大方便了建模。为航天航空结构、汽车发动机、刹车系统、动力总成等的热分析提供了有力的解决工具。

    6)设计灵敏度及优化分析

    设计优化是为了满足特定优选目标如最小重量、最大第一阶固有频率或最小噪声级等的综合设计过程。MD Nastran拥有强大、高效的设计优化能力,其优化过程由设计灵敏度分析及优化两大部分组成,可对静力、模态、屈曲、瞬态响应、频率响应、气动弹性和颤振分析进行优化。高效的优化算法允许在大模型中定义成千上百个设计变量和响应。设计灵敏度支持并行环境下的计算,大大提高了设计灵敏度的计算效率。

    除了具有用于结构优化和零部件详细设计过程的形状和尺寸优化设计的能力外, MD Nastran又集成了适于产品概念设计阶段的拓扑优化功能。

    在MD Nastran中开发了一种新的高效率的优化器(IPOPT),可处理数万个设计变量,对约束较少的优化问题效率特别高,该优化器可进行形状、大小、拓扑、形貌和Topometry优化。

    除了线性优化外,MD Nastran还具有非线性响应优化功能。可进行大小、形状和拓扑优化,并且支持接触。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    7)装配体建模

    8)多级超单元分析

    多级超单元分析是MD Nastran的主要强项之一,适用于所有的分析类型,如线性静力分析、正则模态分析、复模态分析,几何和材料非线性分析、响应谱分析、频率响应、瞬态响应分析、模态综合分析(混合边界方法和自由边界方法)、设计灵敏度分析、稳态、非稳态、线性、非线性传热分析、声学分析、优化分析等。

    MD Nastran优异的多级超单元分析功能在大型工程项目国际合作中得到了广泛使用,如飞机的发动机、机头、机身、机翼、垂尾、舱门等在最终装配出厂前可由不同地区和不同国家分别进行设计和生产,此间每一项目分包商不但可利用超单元功能独立进行各种结构分析,而且还可通过数据通讯在某一地利用模态综合技术通过计算机模拟整个飞机的结构特性。

    9)高级对称分析

    针对结构的对称、反对称、轴对称或循环对称等不同的特点,MD Nastran提供了不同的单元类型和算法。高级对称分析可大大压缩大型结构分析问题的规模,提高计算效率。

    10)复合材料分析

    MD Nastran具有很强的复合材料分析功能,在复合材料及复合材料的断裂、失效分析,复合材料加工铺层模拟中持续占据领先地位。

    在MD Nastran中,集成了基于微观力学的Genoa软件的复合材料库,可以方便准确地进行复合材料的强度分析、破坏分析、损伤分析以及疲劳分析等,可以考虑氧化和湿度对材料的影响。

    借助于MSC.Patran/SimXpert可方便地定义各种复合材料。MD Nastran的复合材料分析适用于所有的分析类型。另外,复合材料的优化设计也进一步拓展,除了可以对加工铺层进行优化以外,还可以对总体铺层的每一层进行优化设计。

    11)与ADAMS集成进行刚/弹性体多体分析

    MD Nastran可与MDADAMS无缝集成,使得MD ADAMS可以方便地对系统关键零部件的强度、刚度进行刚体/柔体混合的多体运动学、动力学分析。MD Nastran的求解

    输出可以导入到MDADAMS中进行刚/柔耦合分析,同时MD Adams的线性化的系统模型也能导入到MD Nastran中进行结构有限元分析。最新的MD在数据转换过程中已经不需要借助MNF中性文件,使得接口更加直接。同时,MD Adams包含了控制模块,可以更加准确的模拟汽车的真实运动过程。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    12)DDAM—动力设计分析方法

    新的求解序列SOL 187

MD Nastran 多学科有限元求解器

    用于研究水下爆炸对船用设备的冲击效应,前后处理界面支持,主要分析对象:

    ■  排气设备

    ■  桅杆设计

    ■  军船船用设备

    ■  推进器桨轴设计

    ■  方向舵设计优化

    ■  动力系统,如燃气轮机等

    13)局部自适应网格

    ■一部分结构自动网格细化

    ■能够用于接触模型和超单元

    ■  可以用于SOL101 和 SOL400

    ■  可以用于不同类型的单元

    ■  在应力集中的区域自动网格细化

    ■  不需要预先知道高应力区域的位置

    ■  避免了反复手工网格重划分

    14)非线性功能(SOL 400SOL600 SOL 700)

    MD Nastran非线性模块用于分析高度非线性问题,如二维、三维大滑移接触等问题,其功能强大,涵盖了完整的非线性类型即材料非线性、接触、大位移/转动和大应变,并且包含了隐式和显式,以及相互链接分析功能的非线性分析。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    15)气动弹性及颤振分析

    颤振现象的本质是气动弹性动不稳定现象。气动弹性问题涉及气动、惯性及结构力间的相互作用,使用MD Nastran的气动弹性模块可以进行飞机、直升机、导弹、悬索桥甚至烟囱和高压线的气动弹性分析和设计。MD Nastran的气动弹性分析功能主要包括:

   ■  静态气弹响应分析

   ■  动态气弹响应分析(包括:模态频率响应、模态瞬态响应、随机响应分析)

   ■  结构颤振分析

   ■  气动弹性设计敏度和优化

   ■  分析的空气流速范围从亚音速到几个马赫数的超音速

    16)转子动力学特性分析

    MD Nastran的转子动力学功能提供给用户相对简便的方法来进行旋转机构的设计与分析。可以进行频响分析(直接法与模态法)、复模态(直接法与模态法)、静态、线性瞬态与非线性瞬态(只有直接法)分析,以满足设计上的需求。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    MD Nastran转子动力学模块的一个优势在于它是在MSC.Nastran原有成熟稳定求解系列(SOL101, SOL107, SOL108,SOL109, SOL110, SOL111, SOL129)基础上实现的,这是其它软件所不能比拟的。MD Nastran的转子动力学特性分析,考虑了陀螺效应和挤压油膜阻尼器模型。用来分析转子的涡动模态、临界转速、频率响应、瞬态响应以及转子的静态特性等。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。

    17)Krylov 求解器

    Krylov求解器,能快速有效地计算大频率范围阻尼动力系统的频率响应问题。系统动力方程组需要花费大量的时间进行矩阵分解和回代,Krylov子空间法直接频率分析法可以快速分解矩阵,求解动力方程组,进行动力学频响分析,特别适合分析带阻尼的动力系统、大量频率值计算系统和频率密度大的实体模型等,如消音器的声场分析,发动机的频率响应分析等。它用更小的频率增量步扫描大频率范围,使得计算更加准确。

    18)载荷管理

    MD Nastran的载荷管理功能可以使用户使用MD Nastran静态分析中的载荷个体,不但可以实现对载荷工况的管理,包括载荷的添加、删除、组合等,而且可以根据载荷工况的变化,自动对已有计算结果进行数据恢复,不需要重新计算而得到变化后工况下的结果。

MD Nastran 多学科有限元求解器

    19)CFD接口开发

    MD Nastran已推出了CFD接口程序 (OPENFSI),实现MDNastran和主要的CFD软件之间的协同仿真。该接口是一个开放的,实现内部强耦合的一个接口,通过OPENFSI,MD Nastran的多学科拓展到计算流体力学领域,真正实现了多学科一体化仿真平台的概念。通过OPENFSI, MD Nastran计算流固边界处节点的位移和速度输入到CFD软件中,同时返回CFD软件中边界表面节点的压力到MD Nastran中,实现强耦合计算。

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