《NastraniSIGHT集成分析过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《NastraniSIGHT集成分析过程（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、Nastran iSIGHT集成分析过程（静力分析第二版）目 录1 分析问题及分析环境11.1 分析问题11.2 分析环境12 Patran建模12.1 新建分析模型12.2 创建几何模型12.3 划分网格22.4 施加边界条件22.5 定义材料22.6 定义单元属性22.7 提交分析43 Nastran输入输出文件格式44 iSIGHT集成44.1 集成Nastran44.1.1 集成流程54.1.2 Nastran模块54.2 计算体积74.3 中间文件删除85 iSIGHT参数设计及优化85.1 参数设计85.2 优化结果91 分析问题及分析环境1.1 分析问题分析问题：静力分析。以一个
2、弹性工字梁的分析过程为例，来说明iSIGHT与Nastran的集成分析过程。取一个长度为30的工字截面梁，一端固定，一端施加垂直于梁的载荷，梁的材料为弹性材料。设计变量为工字梁的截面尺寸；目标函数为梁的重量，这里简化为梁的体积；约束条件为载荷端位移在一定范围以及梁中的最大应力低于给定值。1.2 分析环境软件环境：iSIGHT7.1；Nastran 2001；Patran 20012 Patran建模本分析的有限元模型采用Patran 2001来建立，下面阐述建模过程。分析模型建立后，提交给Nastran 2001进行分析计算。为了说明的需要，本文将各工具、选项、菜单等都列出来以便指导操作过程。
3、2.1 新建分析模型 【File】创建新文件：【File】New，输入文件名Elastic_analysis，。选择分析代码以及分析类型：Analysis CodeMSC.Nastran；Analysis TypeStructural，。2.2 创建几何模型 对于梁模型，一般使用一条线来表达，然后再定义其截面。创建一线段：ActionCreate，ObjectCurve，MethodPoint，Option2 Point，Starting Point List0 0 0，Ending Point List30 0 0，。2.3 划分网格 在划分网格阶段，梁单元与杆单元是没有分别的，两者的根本区
4、别在于截面的定义。ActionCreate，ObjectMesh，TypeCurve，TopologyBar2，Curve Listcurve 1，Global Edge Length-Value3.0，。2.4 施加边界条件 1） 施加固定约束：ActionCreate，ObjectDisplacement，TypeNodal，New Set Namedis1，Translations，Rotations，。，FEM，Selection NodesNode 1，。即在梁的一端施加了固定约束。2） 施加载荷：ActionCreate，ObjectForce，TypeNodal，New Set
5、Nameforce1，Force，Moment，。，FEM，Selection NodesNode 11，。即在梁的一端施加了Y向载荷。2.5 定义材料 定义弹性材料：ActionCreate，ObjectIsotropic，MethodManual Input，Material NameESteel，Constitutive ModelLinear Elastic，Elastic Modulus200000，Poisson Ratio0.27，。2.6 定义单元属性 1） 定义梁截面形状：【Tools】Beam Library，ActionCreate，ObjectStandard Shap
6、e，MethodNASTRAN Standard，New Section NameI-Shaped，截面各部分尺寸如图1所示。这些尺寸就是iSIGHT进行分析优化的设计变量。通过iSIGHT的File Parser可以在Nastran的输入文件中修改它们的值。图1 工字梁截面定义，设计变量定义2） 定义单元属性：ActionCreate，Object1D，TypeBeam，Property Set Namepro_beam，Option(s)General Section、Standard Formulation，Material NameESteel（下方列表Material Propert
7、y Sets中选择），Section NameI-Shaped（下方列表Beam Sections中选择），Bar Orientatoin，。Select MembersCurve 1，。3） 显示定义好的梁：【Display】Load/BC/Elem.Props，Beam Display3D:Full Span，梁显示如下图所示。图2 定义好的工字梁2.7 提交分析 到此，所有的建模工作已经完成，需要将分析提交给Nastran，按照下列步骤生成Nastran分析数据。提交分析：ActionAnalyze，ObjectEntire Model，MethodAnalysis Deck（重要，这样
8、Patran才将分析过程存入一个文件，可以在Nastran中进行分析，该文件一般存放在C:的根目录下或者当前用户的主目录下），Job Nameelastic_analysis_nas，然后选择，Data OutputOP2 and Print，。选择分析类型按钮：，Solution TypeNONLINEAR STATIC，。这时，按下，Patran会将分析模型提交到Nastran的分析文件中，随后就可以使用Nastran对该文件进行分析计算了。3 Nastran输入输出文件格式在C:Documents and SettingsAdministrator目录下找到Patran提交的文件Elas
9、tic_Analysis_Nas.bdf，扩展名为bdf。这是一个文本文件，将扩展名更改为dat，Nastran以此文件为分析的输入文件。iSIGHT优化的设计变量也在这个文件中。Nastran的输出文件的扩展名为f06，本算例需要从Nastran的f06文件中获得最大位移以及最大的应力。目标函数的大小可以在iSIGHT中直接计算。采用iSIGHT的File Parser分析获得最大位移和最大应力提交给iSIGHT作为Nastran的输出结果。以下结合iSIGHT的集成一起解释输入输出文件的解析。4 iSIGHT集成4.1 集成Nastran本算例使用Nastran 2001的Nastranw
10、.exe作为计算程序，下图所示为Nastran与iSIGHT的集成。4.1.1 集成流程集成流程如图3所示，iSIGHT将设计变量存入ealistic_analysis_nas.dat；Nastran从ealistic_analysis_nas.dat中读取数据，进行计算，结果保存在ealistic_analysis_nas.f06文件中； CalVol用于计算体积；DosBatch用于删除临时文件。图3 Nastran iSIGHT集成4.1.2 Nastran模块Nastran程序及参数设定如下图所示。图4 Nastran程序及参数设定由于Nastran在后台执行，iSIGHT无法获得Na
11、stran是否执行完毕的信息，这个问题可以这样解决：在Simcode的 Execution Control中选择 Background Execution : 选择 Wait for . to appear : 你可以填入NASTRAN必然输出的那个文件，比如 f06文件，然后在下面的等待字符出现的文本框中输入Nastran计算结束后f06文件中的标志如END OF JOB等。最后在后面那个等待时间中输入1之类的值，这样iSIGHT就会在NASTRAN算完后，等待新的f06文件出现后1秒后再去进行输出文件的解析。对于NASTRAN这个等待时间必须设，而对于其他的CAE程序，可以就是0秒。eal
12、istic_analysis_nas.dat文件解析如下图所示：图5 输入文件解析ealistic_analysis_nas.f06文件解析如下所示：图6 输出文件解析4.2 计算体积目标函数为梁的体积，直接在iSIGHT中计算获得，如下图：图7 梁的体积计算4.3 中间文件删除Nastran计算产生一些中间文件，这里可以将其删除。图8 Nastran中间文件删除5 iSIGHT参数设计及优化完成了整个集成过程之后，这里就可以进行参数的设计以及优化的工作了。5.1 参数设计参数设计如下图所示。图9 参数设计初始参数为：H=9.0，W1=6.0，W2=6.0，T=3.0，T1=3.0，T2=3.05.2 优化结果这里采用Modified Method of Feasible Directions优化方法对本分析问题进行了优化分析。下表给出的分析计算结果。表1 分析结果初始参数优化参数H9.06.6W16.03.5W26.03.6T3.01.0T13.01.0T23.01.0Displacement0.1681190.782015MaxStress377.3581527.06MinStress-377.358-1549.37Volume1350.0351.0（结束）
