MSC Nastran

利用穩健的非線性功能模擬現實

競爭激烈的市場迫使制造商比以往更快地創新并推出更新、更好的產品。因此，為了降低成本并減少不確定性，仿真工作需要更早的被引入到開發周期中。由于傳統的CAE解決方案專注于特定學科，因此用戶必須使用多種產品來實現其設計目標，從而導致仿真時間延長并增加潛在的出錯可能性。

MSC Nastran 是全球制造商使用的先進求解器，MSC Nastran 提供單一的集成解決方案，可解決各種類型仿真問題，包括線性和非線性靜力學、非線性動力學、熱力學、熱固耦合分析和轉子動力學等。其模塊化封裝允許用戶根據自己的需求調整可用功能，從而提供經濟高效的分析解決方案。

MSC Nastran 高級非線性模塊提供隱式非線性功能解決具有挑戰性的問題，并具有單個求解器的額外優勢，包括減少訓練工作和提高生產率。您可以通過考慮非線性的所有可能來源，即幾何非線性、材料非線性和邊界條件非線性，包括接觸，達到準確模擬現實的目的。

材料非線性

非線性彈性

超彈性 (橡膠彈性)

粘彈性

蠕變

溫度相關屬性

復合材料

形狀記憶合金材料

墊片材料

客戶化定義

用戶定義的服務 （UDS） 功能為用戶提供了一種機制，在 MSC Nastran 中利用客戶的自定義子程序。UDS可用于創建自定義的單元類型、材料、接觸定義、與CFD的協同仿真等。

接觸分析

當考慮高柔性部件或由多個部件組成的結構裝配時，漸進式變形可能會產生部件自身或部件與部件之間接觸的可能性。模擬這些不同部件之間的精確相互作用需要強大的接觸算法，因為這些分析可能是計算密集型的、并且高度非線性，具體取決于材料和變形的大小。

MSC Nastran通過其獨特的功能提供卓越的接觸解決方案：

直觀、易于設置，無需事先確定接觸區域

更快的預處理，自動檢測接觸區域

通過使用 NURBS 提高準確性

支持接觸類型：解析剛體定義

減少工作量，無需對剛體進行網格剖分

為提高精度，最先進的段間接觸檢測

支持 1D、2D 和 3D 單元，以提高靈活性

不同單元類型之間接觸定義，實體單元、殼和梁之間的力矩傳遞，提高精度，更利于建模。

對于裝配體建模，通過使用接觸對輕松定義多個部件交互。

分析鏈定義

結構通常承受跨多個學科的載荷，為了提高準確性，考慮所有這些學科至關重要。在專注于單一學科的求解器中，多個學科之間的鏈接、數據傳遞可能效率低下且繁瑣。

使用MSC Nastran，用戶可以對各種學科的影響進行建模。支持功能包括：

基于結構的非線性平衡狀態進行線性的擾動分析

支持多種擾動分析，包括線性靜力學、模態分析、屈曲分析、直接和模態法頻響分析、直接和模態法復特征值分析、模態法瞬態響應分析、靜態氣彈性分析和顫振分析

鏈式熱-結構分析（熱分析后，進行單獨的應力分析）

復合材料應力-失效分析

復合材料結構的設計和測試既昂貴又耗時。MSC Nastran 可以輕松建模和分析復合材料，從而幫助您分析層壓板中每層的應力/應變響應，并了解結構的失效行為

我們提供的工具是任何常見類型的復合材料的理想選擇，包括聚合物基體，金屬基體，陶瓷基體，碳基體等。此外，量化損傷和失效預測的能力有助于提高復合材料產品的安全性。

使用MSC Nastran，用戶可以對各種學科的影響進行建模。支持功能包括：

對線性或非線性響應的任何可能的疊層配置進行應力分析

可能與溫度相關的材料屬性

選擇最適合您應用的元件，包括殼、實心殼和實心（連續）元件

多種復合材料失效標準可供選擇，包括最大應力、最大應變、希爾、霍夫曼、蔡武、哈希、帕克、哈希膠帶或哈希織物

復合材料的漸進式失效分析，以分析材料完全降解后的結構行為

用于抗裂紋生長和裂紋擴展研究的虛擬裂紋閉合技術

使用內聚力模型法界面單元來進行分層模擬分析，適用于各項同性材料和復合材料結構

熱分析和熱固耦合分析

因為需要考慮結構性能的溫度變化，熱分析在使用方面僅次于結構分析。MSC Nastran 提供了一套完整的功能來解決您的熱問題，支持非線性和溫度相關的屬性。

熱變化通常會影響結構響應，反之亦然，需要進行耦合分析以更好地理解物理場。例如，制動系統中的摩擦會產生熱量，溫度梯度可能導致翹曲，而翹曲反過來又可能是不必要的噪音的來源。MSC Nastran 幫助您可以在單個模型中仿真多個物理場，使工程師能夠同時仿真結構荷載和熱荷載的相互作用。

考慮所有傳熱模式的熱分析（傳導、對流和熱輻射）

更高效的計算輻射視角系數

穩態和瞬態傳熱分析

與溫度相關的材料特性，可提高精度

線性和非線性材料屬性，用于更好地表示行為

熱接觸，允許在組件之間傳遞熱量

以溫度為初始條件執行熱應力分析

熱和結構行為的耦合

包含摩擦和內部塑性發熱

功能：

支持材料模型包括彈性塑性、超彈、形狀記憶合金、復合材料、溫度依賴性等

將多個分析鏈接在一起，形成一個模型的多學科分析

執行瞬態和穩態傳熱分析

執行耦合和非耦合熱結構分析

利用針對性能和精度而優化的先進求解器

在共享和分布式內存計算機上實現并行處理

觀察非線性材料的損壞和失效

監測先進復合材料的分層和漸進性失效

使用針對非線性分析優化的 1D, 2D and 3D 單元

應用粘接接觸方式易于模擬約束應用

粘接接觸聯接不同網格

執行熱接觸，在各種組件之間實現精確的熱傳遞

高性能計算

隨著仿真使用的增加，模型規模和仿真數量都在增加。然而，更嚴格的時間限制意味著這些分析需要更快地運行。為了應對這一挑戰，MSC Nastran通過在多個方面提升解決問題能力，繼續證明其在高性能計算（HPC）計算方面的領導地位。

更快、更高效的直接和迭代稀疏求解器

高效利用系統資源，包括 GPU 設備，以提供額外的浮點計算能力

并行求解器，可在分布式和共享內存系統上為您提供更快的求解時間

帶給企業的益處：

方便地從線性分析過渡到非線性分析，以提高生產率

將一個求解器用于多個學科，同時降低培訓成本

利用穩健的求解器提高非線性分析的精度

通過多學科集成提高仿真的準確性

利用 MSC Nastran 的膠粘接觸功能，節省大型模型中重新劃分網格和對齊不同網格的時間