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1、MSC.Patran先进先进CAECAE前后处理器前后处理器公认公认CAECAE标准标准第一章MSC.Patran综述1.MSC.Patran及其特点MSC.Patran是MSC公司开发的有限元前后处理系统开放工程分析框架结构对CAD软件开放对FEM软件的开放对材料信息系统的开放强大的布尔计算、实体建模、抽取中面、几何编辑功能强有力的网格生成功能逼真的结果可视化功能开放的软件开发环境Patran提供编程语言PCL语言，是用户进行专用软件二次开发的工具2.MSC.Patran分析一般流程建几何模型选分析程序建分析模型提交分析评价结果MSC.Patran分析流程图建几何模型直接在Patran中建立
2、读入CAD软件输出模型CAD软件接口：CATIA,Pro/Engineer,CADDS5,Euclid,UG,AutoCAD,SolidWorks,SolidEdge数据交换格式：IGES,STEP203,STEP209相同CAD软件建模核心：Parasolid,ACIS读入CAD软件输出模型进行修改选分析程序分析程序共性：几何、网格划分、网格检查个性：材料本构、单元类型、分析过程MSC.Patran支持的分析程序MSC.NastranAbaqusMSC.DytranANSYSMSC.MarcPamcrashMSC.FatigueFluentMSC.Advanced_FEAStarCDMSC.
3、PatranFEAMSC.PatranThermal.建分析模型网格划分创建材料确定单元特性施加约束及载荷递交分析设置分析类型设置求解参数分析参数（计算控制、结果输出等）工况提交评价分析结果读入分析结果分析结果后处理通过Results,Insight,XY-Plot进行后处理Patran界面与分析流程关系3.MSC.Patran用户界面风格Patran界面组成Patran界面由MainForm，Viewport和ApplicationWidget组成MainFormMenuBar包括File,Group,Viewport,Viewing,Display,Preference,Tools,Ins
4、ightControl和Utilities(缺省不出现）只影响全局性环境或共用操作，如视角，色彩，个人偏爱等与求解器及分析步骤无关Application由Geometry,FiniteElement,Load/BCs,Materials,Properties,Fields,LoadCases,Analysis,Results,Insight和X-YPlot按钮组成每个按钮，对应分析过程一部分按下任一个，右边出现相应ApplicationWidgetToolBar（快捷访问图符菜单）用户自定制的快捷图符菜单HistoryBox（历史窗口）显示操作PATRAN每一步过程。CommandLine（命
5、令行）命令行输入。SystemIconPatran在线帮助文档资料刷新屏幕调整窗口在屏幕上可见性显示设置复位Undo,取消上一次操作(仅一次）终止操作PATRAN运行状态绿色表等待用户输入蓝色表Patran正运行,可用终止红色表Patran正运行,用无效ApplicationWidget典型的ApplicationWidget风格按钮功能Action:动作Object:对象Method(Type):方式Apply(Cancel):点Apply后，才从Form中读数据，否则输入数据无效；常用Motif工具SelectDatabox数据选择框Togglebutton二相开关Pushbutton按钮
6、DataSelection数据选择Slidebar滚动杆Pulldownoroptionmenu下拉菜单4.数据输入数据输入鼠标屏幕上拾取鼠标屏幕上拾取作用：选一个对象方法：光标移到对象上，点左键作用：追加选择方法：按住shift键，点动鼠标左键。+拖动作用：矩形框选择方法：按鼠标左键，拖动出现矩形框，矩形框对象被选中+作用：多边形选择方法：按住ctrl键，左键点动，出现一多边形框，再点起点，多边形内对象被选中作用：取消一个对象方法：光标移到对象上，点右键作用：循环选择方法：按住shift，点右键鼠标中键用法鼠标中键用法按句法直接输入按句法直接输入几何编号几何名称关键字示例意义点PointPo
7、int1:24:31到24号点，间隔为3；即1，4，7，10，13，16，19，22。Solid55.3.1.155号实体第三面第一边1号顶点线CurveCurve38213号，第8号，第21号曲线Surface3.23号面上的第2号边面SurfaceSurface1:200:21到100号面，间隔2Solid10.210号实体2号面体SolidSolid10:50:31到100号实体，间隔3向量VectorVector5平面PlanePlane2坐标系CoordCoord1.31号坐标系的z轴有限元编号FEM名称关键字示例意义节点NodeNode1:24:31到24号节点，间隔为3；即1，4
8、，7，10，13，16，19，22。Node17111、7、11号节点单元ElmElm38213号，8号，21号单元直接输入点坐标值方括号表坐标点如：0，25，-3.2或0/25/-3.2或025-3.2都表点（0，25，-3.2）XN28，ZP5，-64/200表X坐标与28号结点X坐标相同，Y坐标与5号点Z坐标相同，Z坐标为-0.32.直接输入矢量尖括号表示矢量如：坐标轴二个点用大括号括起表一坐标轴如：1，6，29，12，6，Point29126Point2X12Y126通判符使用#：最大编号s,p：曲面n：结点c,l：曲线t：thrupt,g：几何点el：单元如：s1:#表1号到最高ID
9、号的全部曲面；n52T200表52到200号结点变量使用指定变量类型赋予常数在Selectdatabox中输变量名如：realradiusradius=5.0radius,0.0.0SelectMenuSelectMenu是选择过滤器当点某Selectdatabox数据输入区后，相应SelectMenu会自动弹出如选点，弹出PointSelectMenu,选线，弹出CurveSelectMenu，选面，弹出SurfaceSelectMenu选体，弹出SolidSelectMenu等典型点选择菜单任何点 几何点 结点二线交点线上一点面上顶点点面交点面上任意拾取一点输入点坐标或在屏幕上任意点5.P
10、ATRAN有关的文件有关的文件名称类型介绍Modelname.db数据库Madelme.db.bkup数据库备份Patran.ses.number对话文件记录从本次进入到退出Patran的所有对话过程Modelname.db.jou日志文件记录从模型创建到目前的所有PCL命令。若数据库不慎删除，可根据日志文件恢复。Settings.pcl偏好设置文件ASCII文件。起动Patran会自动依据该文件设置Patran的环境变量。p3epilog.pclASCII文件，类似于DOS的autoexec.bat，Patran起动时，自动执行该文件。6.在线帮助在线帮助7.联系地址联系地址MSC公司的WW
11、W地址：http:/MSC公司中国的WWW地址：http:/MSC公司北京办事处电话：(010)6831300268330108传真：(010)68354962MSC公司成都办事处电话:(028)6199275传真：6199276第二章第二章几何建模几何建模(Geometry)1.Geometry概述概述Patran几何建模目的几何建模目的有限元网格划分有限元网格划分材料、单元特性定义材料、单元特性定义边界条件、载荷施加边界条件、载荷施加一般的流程一般的流程从从CAD读入，不作任何处理读入，不作任何处理从从CAD读入，在读入，在Patran中几何编辑中几何编辑直接在直接在Patran中创建中创
12、建!几何建模不是Patran目的几何分类及描述几何分类及描述任何几何在任何几何在Patran中都由中都由Point、Curve、Surface、Solid构成构成点0维几何，用维几何，用X,Y,Z三坐标描述，缺省三坐标描述，缺省蓝绿色（蓝绿色（cyan）曲线Patran中分为：简单曲线（中分为：简单曲线（ASMCurve）和复杂曲线（和复杂曲线（ChainedCurve）简单曲线简单曲线：由两端点：由两端点P1，P2及参数坐标及参数坐标(01)描述。缺省描述。缺省黄色黄色(Yellow) =0起点参数，起点参数，=1终点参数终点参数复杂曲线复杂曲线:多条简单曲线合并而成，可封闭，可不封闭，显示
13、为多条简单曲线合并而成，可封闭，可不封闭，显示为紫红色紫红色曲面曲面Patran中分为：简单或参数曲面中分为：简单或参数曲面(ParametricSurface或或simpleSurface)复杂曲面复杂曲面(GeneralSurface或或TrimmedSurface)简单曲面简单曲面:3边或边或4边的空间曲面边的空间曲面可用可用P1,P2,P3,P4四顶点坐标及四顶点坐标及1、2二参数坐标描述二参数坐标描述可增加显示线可增加显示线(displayline)显示曲面内部曲率变化显示曲面内部曲率变化显示为显示为绿色绿色(Green)简单曲面可以用简单曲面可以用IsoMesh(mapped)或或
14、Paver划分器划分网格划分器划分网格复杂曲面复杂曲面：任意形状封闭外边界和任意多任意形状封闭内边界：任意形状封闭外边界和任意多任意形状封闭内边界一般内外封闭曲线都是复杂曲线一般内外封闭曲线都是复杂曲线任何曲面都可用复杂曲面表示任何曲面都可用复杂曲面表示超过超过4条边的曲面一定为复杂曲面条边的曲面一定为复杂曲面显示为显示为洋红色洋红色(Magenda)复杂曲面只能用复杂曲面只能用Paver划分器划分网格划分器划分网格实体Patran中分为：简单实体（中分为：简单实体（ParametricSolid)B-rep实体实体(BoundaryrepresentationSolid）简单实体简单实体：只
15、能是四面体：只能是四面体,五面体或六面体五面体或六面体可用可用P1P8八个顶点八个顶点可用可用1,2,3三参数表示三参数表示显示为显示为蓝色（蓝色（Blue）简单实体可用简单实体可用IsoMesh (mapped)网格划分器将网格划分器将实体划分为实体划分为六面体、五面体六面体、五面体单元；单元；也可以也可以Tet网格划分器将实体划分为网格划分器将实体划分为四面体四面体单元单元B-rep实体实体：由边界面描述的实体，可表任何实体：由边界面描述的实体，可表任何实体CAD软件读入的模型，都属软件读入的模型，都属B-rep实体实体显示为白色（显示为白色（White）B-rep实体只能实体只能以以Te
16、t网格划分器将实体划分为网格划分器将实体划分为四面体四面体单元单元平面、向量平面、向量平面平面：由面内的点和法向定义：由面内的点和法向定义向量向量：由大小、方向、原点定义：由大小、方向、原点定义用途：建立几何几何拓扑描述几何拓扑描述体体(Body)由面由面(Face)构成构成Face由边由边(Edge)构成构成边由顶点边由顶点(Vertex)构成构成上级拓扑存在，其子拓扑已存在上级拓扑存在，其子拓扑已存在2.读入几何模型读入几何模型(1)File=Import(2)选选source(3)指定指定ImportFile(4)指定指定输入选项输入选项(4)点点Apply步骤：步骤：（6）CAD几何统
17、计确定几何统计确定直接从直接从CAD读几何模型时产生的中性文本文件读几何模型时产生的中性文本文件MSC/ARIES几何模型通过该格式访问几何模型通过该格式访问IGES标准可读入，也可输出几何标准可读入，也可输出几何bdf文件文件,Nastran标准输入文件，也标准输入文件，也可在可在MenuBar中中Analysis输入输入可合并可合并Patran数据库数据库,自动处理重复名称、编号自动处理重复名称、编号可进行可进行参数设置参数设置SolidWork几何可读入几何可读入Patran读入文件类型在在Patran读模型时读模型时,隐去隐去(Suppress)分析中不必要的分析中不必要的CAD细细节
18、节3.创建、编辑几何创建、编辑几何Create(创建创建)Delete(删除删除)Edit(编辑编辑)Show(显示显示)Transform(变换变换)Verify(检验检验)Associate(相关相关)Disassociate(删相关删相关)Renumber(重编号重编号)Point(点点)Curve(线线)Surface(曲面曲面)Solid(体体)Coord(坐标系坐标系)Plane(平面平面)Vector(矢量矢量)点点(Point)建立点建立点(Create/ Point)方法方法说说明明XYZ根据根据X，Y，Z创建点，可在创建点，可在Databox中用鼠标拾起，或在屏幕上捕捉中用
19、鼠标拾起，或在屏幕上捕捉Interpolate按均匀或等比方式在二点间产生按均匀或等比方式在二点间产生N个点个点ArcCenter在曲率中心创建点在曲率中心创建点Extract在曲线或边指定位置创建点。如：在曲线或边指定位置创建点。如：=0.5点为中点，点为中点，=0.333为三等分点为三等分点Intersect在二线或边交点处，创建点在二线或边交点处，创建点Offset给定偏置位移，创建点给定偏置位移，创建点Pierce创建线与面交点创建线与面交点Project点投影到线、面、体上创建点点投影到线、面、体上创建点显示点显示点(Show/ Point)方方法法说说明明Location显示点在坐
20、标系中坐标值Distance显示二点间距离Node显示与该点相关结点Transform/Point(变换点变换点)方方法法输入参数输入参数说说明明Translate一个矢量一个矢量根据给定矢量平移或拷贝点根据给定矢量平移或拷贝点Rotate转轴及转角转轴及转角给定转轴及转角，转动或拷贝点给定转轴及转角，转动或拷贝点Scale坐标系及缩放因子坐标系及缩放因子在指定坐标系，放大或收缩点位置在指定坐标系，放大或收缩点位置Mirror镜面镜面根据指定镜面，产生点镜面映射根据指定镜面，产生点镜面映射Mcoord二个坐标系二个坐标系坐坐标标值值不不变变，参参考考坐坐标标系系由由1变变为为2。在在将将模模型
21、装配对准时有用型装配对准时有用Pivot三三个个点点：其其中中一一个个为为原原点点，其其它它二二点点用用来来确确定转角及方向定转角及方向根根据据三三个个点点所所定定义义的的转转轴轴和和转转角角，转转动动一一个个点点Position三个原始点三个原始点,三个目标点三个目标点Vsum二二个个原原点点及及对对应应的的二二组组XYZ方方向向上上的的缩缩放放因因子子新坐标点是对原点在新坐标点是对原点在XYZ方向缩放后的坐标方向缩放后的坐标Mscale参考坐标系，参考坐标系，XYZ缩放因子缩放因子移动矢量，旋转变换矩阵移动矢量，旋转变换矩阵新点是移动，缩放，旋转变换共同作用结果新点是移动，缩放，旋转变换共
22、同作用结果注：变换操作对所有几何一样注：变换操作对所有几何一样硬点、硬线（硬点、硬线（Associate/Disassociate)硬点硬点:指网格划分中必须为有限元结点的几何点指网格划分中必须为有限元结点的几何点硬线硬线:指网格划分时必须处在有限单元边界上的几何线指网格划分时必须处在有限单元边界上的几何线作用作用：(1)处理不同模型间连接处理不同模型间连接(2)施加边界条件施加边界条件(3)定义物理特性定义物理特性操作操作:Associate将将Point定义为定义为Surface或或Curve的硬点的硬点将将Curve定义为定义为Surface的硬线的硬线Disassociate将定义的硬
23、点、硬线还原成一般的点或线将定义的硬点、硬线还原成一般的点或线示例示例注：网格划分中注：网格划分中,仅仅Paver划分器能识别硬点、硬线划分器能识别硬点、硬线线线(Curve)任何线任何线曲线曲线面或体的边面或体的边二点定义曲线二点定义曲线曲线上一段曲线上一段二面交线二面交线线的线的SelectMenu方方法法说说明明类类型型Point由二、三或四点产生直线、二次曲线或三次曲线简单曲线Arc3Point产生过三点的圆弧简单曲线Chain由一组首尾相连曲线产生复合线(ChainedCurve)；可封闭或不封闭；AutoChain功能，自动查找并显示可行的下一曲线复杂曲线Conic由二端点及焦点，
24、产生抛物线，双曲线或椭圆线简单曲线Extract提取面的边，或在曲面或面某参数位置产生曲线简单曲线Fillet二线间产生倒角圆弧简单曲线Intersect两曲面交线简单曲线Fit用参数化最小二乘法，产生拟合曲线简单曲线Manifold过面上二点或多点产生面内曲线简单曲线Normal产生一条曲线与点间的距离最短的直线简单曲线Project按给定投影方向，将线向面上投影简单曲线Pwl由一组点产生分段折线简单曲线Spline由一组点产生样条曲线（LoftSpline或B-Spline）二端切线方向可指定简单曲线TangentCurve二曲线公切线简单曲线TangentPoint从点向曲线作切线简单曲
25、线XYZ输入起点，对应矢量，产生线简单曲线Involute产生渐开线，形成齿廓曲线有用Revolve由点，回转轴和转角创建园弧平面曲线产生：都须输入“ConstructionPlaneList”，即曲线所在平面2dNormal在平面内作一条垂线2dCircle在平面内画一个园2dArcAngles在平面内，根据园心，半径，起始角，终止角创建一条园弧2dArc2angles在平面内，根据指定的半径或园心，在二点间作一园弧2dArc3point在三点间创建一圆弧线产生方法线产生方法方方式式说说明明Break打断曲线或边，可通过参数或点来定断开位置打断曲线或边，可通过参数或点来定断开位置Blend把
26、二条或多条曲线把二条或多条曲线(或边或边)合并成一条曲线；新曲线一阶导数连续合并成一条曲线；新曲线一阶导数连续,不会与原曲线一致不会与原曲线一致Disassemble把把(Chained曲线分解成一组简单曲线曲线分解成一组简单曲线Extend延长曲线延长曲线Merge把多条曲线把多条曲线(边边)合成一条合成一条;新曲线在指定公差内与原曲线一致新曲线在指定公差内与原曲线一致Refit将曲线转换成相互连续的分段三次曲线将曲线转换成相互连续的分段三次曲线Reverse改变曲线参数方向改变曲线参数方向Trim修剪曲线到指定位置修剪曲线到指定位置Edit/Curve示例方方式式说说明明Attribute
27、显示曲线几何类型，长度和起始点等显示曲线几何类型，长度和起始点等Arc显示有关圆弧信息显示有关圆弧信息Angles显示二线间夹角显示二线间夹角LengthRange显示长度在指定范围的部分特性，并求长度和显示长度在指定范围的部分特性，并求长度和Node显示曲线显示曲线(或边或边)上所有硬点上所有硬点Show/Curve示例面面(Surface)面的面的SelectMenu任何面曲面体表面二条线定面方方法法说说明明Curve过过2，3或或4个点产生一次，二次或三次曲面个点产生一次，二次或三次曲面Composite将多个曲面合并成一大复杂曲面将多个曲面合并成一大复杂曲面Decompose将复杂曲面
28、重构成由三角形，四边形曲面组成的简单曲面将复杂曲面重构成由三角形，四边形曲面组成的简单曲面Edge由由3条或条或4条封闭曲线，生成三角形或四边形曲面条封闭曲线，生成三角形或四边形曲面Extract提取实体表面，或按一定参数提取实体内某一面提取实体表面，或按一定参数提取实体内某一面Fillet二个面间产生倒角面二个面间产生倒角面Match当二面交接处有裂纹时，用当二面交接处有裂纹时，用match消除间隙，以保证连接协调消除间隙，以保证连接协调Ruled二曲线间产生有理面二曲线间产生有理面Trimmed指定母面上一外边界，或一外边界和多条内边界，创建指定母面上一外边界，或一外边界和多条内边界，创建
29、trimmed面面Vertex过过3或或4个顶点创建面个顶点创建面(或在母面上创建面或在母面上创建面)XYZ指定原点及一矢量，创建矩形面指定原点及一矢量，创建矩形面Extrude曲线曲线(或边或边)沿指定方向拉伸出一面，拉伸时可进行缩放和转动沿指定方向拉伸出一面，拉伸时可进行缩放和转动Glide基线基线(basecurve)沿路径沿路径(directioncurve)滑动，形成曲面滑动，形成曲面Normal曲线曲线(或边或边)沿法向偏置产生曲面沿法向偏置产生曲面Revolve曲线绕轴旋转产生曲面曲线绕轴旋转产生曲面面产生法面产生法示例示例Edit/Surface方方法法说说明明Break曲面按
30、某方式（如曲线，参数位置等）分割成多个小曲面曲面按某方式（如曲线，参数位置等）分割成多个小曲面Blend合并多个曲面为一个，且边界一阶导数连续合并多个曲面为一个，且边界一阶导数连续Disassemble把把TrimmedSurface打散，分解成简单曲面打散，分解成简单曲面EdgeMatch消除相邻曲面间缝隙，使协调一致消除相邻曲面间缝隙，使协调一致Refit将复杂曲面，用简单三次曲面（将复杂曲面，用简单三次曲面（ParametricCubes）替换，新曲面在指定公差替换，新曲面在指定公差内与原始面一致内与原始面一致Reverse将曲面及其相应单元反向将曲面及其相应单元反向Sew自动缝补曲面，
31、即自动执行自动缝补曲面，即自动执行Edit/Point/Equivalence和和Edit/Surface/EdgeMatch示例体体(Solid)方方式式说说明明Surface根据根据2个，个，3个或个或4个简单面建个简单面建1次，次，2次或次或3次简单实体次简单实体B-Rep根据一组协调封闭曲面生成根据一组协调封闭曲面生成B-Rep实体实体Decompose指定实体内一些顶点位置，分解实体指定实体内一些顶点位置，分解实体Face指定指定56个封闭边界面创建简单实体个封闭边界面创建简单实体Vertex指定顶点建实体指定顶点建实体Xyz根据一矢量原点及一个矢量，建长方体根据一矢量原点及一个矢量
32、，建长方体Extrude将曲面沿矢量方向拉伸成实体将曲面沿矢量方向拉伸成实体注注:：TrimmedSurface不能拉伸成不能拉伸成-Rep实体实体Glide由基准曲面（由基准曲面（BaseSurface）沿沿1或或2条路径（条路径（DirectorCurve）滑动，滑动，产生一个实体。注：产生一个实体。注：TrimmedSurface不能作为基准曲面。不能作为基准曲面。Normal将曲面沿法向偏置一段距离，形成实体将曲面沿法向偏置一段距离，形成实体Revolve将曲面绕坐标轴转一角度，产生实体将曲面绕坐标轴转一角度，产生实体示例示例方方式式说说明明Break将简单实体按某方式分割成多个简单体
33、将简单实体按某方式分割成多个简单体Blend将多个简单实体合并成一个，且新实体在边界一阶导数连续将多个简单实体合并成一个，且新实体在边界一阶导数连续Disassemble将将B-rep实体分解成一组简单实体实体分解成一组简单实体Refit将复杂体转化成由相互连续的三次曲面描述的几何体将复杂体转化成由相互连续的三次曲面描述的几何体Reverse改变几何体三参数方向改变几何体三参数方向坐标系坐标系(Coord)坐标系类型坐标系类型三坐标分量均用三坐标分量均用1，2，3表示表示方方式式说说明明3Point过三个点，即：原点（过三个点，即：原点（origin），），3轴方向上某点和轴方向上某点和1-3
34、平面内一点，建坐标系平面内一点，建坐标系Axis过三个点，即：原点（过三个点，即：原点（origin），），1轴方某点和轴方某点和2轴点，建坐标系轴点，建坐标系Euler过原点，绕某参考坐标系三个转角，建坐标系过原点，绕某参考坐标系三个转角，建坐标系Normal曲面及曲面上点，定义坐标系曲面及曲面上点，定义坐标系,轴轴3与曲面法向一致，轴与曲面法向一致，轴1与曲面与曲面方向一致方向一致坐标系建立坐标系建立示例平面(Plane)过三点确定平面坐标系1-2,2-3,1-3面缺省坐标系1-2面过矢量原点，垂直于该矢量的平面方方式式说说明明VectorNormal过一矢量定义平面过一矢量定义平面(过原
35、点，垂直该矢量过原点，垂直该矢量)CurveNormal过曲线及曲线上一点定义平面过曲线及曲线上一点定义平面(过该点，垂直于曲线切向过该点，垂直于曲线切向)Interpolate输入一曲线及插值标准输入一曲线及插值标准(均匀均匀,等比等等比等)，一次性沿曲线产生多个平面，一次性沿曲线产生多个平面LeastSquare入一组点，线或面，产生其最小二乘平面入一组点，线或面，产生其最小二乘平面Offset建一平面的偏置平面建一平面的偏置平面平面平面selectMenu平面建立平面建立示例矢量(Vector)矢量矢量selectMenu过点及全局坐标系原点定义矢量过二点定义矢量取某坐标系1，2或3轴为
36、矢量缺省坐标系3轴垂直某平面曲线上点的切向垂直于曲面方方法法说说明明Magnitude根据原点根据原点(origin),方向方向(direction)和长度（和长度（magnitude）建矢量建矢量Intersect输入二平面（输入二平面（plane1和和plane2）,取交线建矢量取交线建矢量Normal建矢量，使垂直某平面、曲面或单元面建矢量，使垂直某平面、曲面或单元面Product输入二矢量，求叉积建矢量输入二矢量，求叉积建矢量2Point根据二点建矢量根据二点建矢量矢量建立矢量建立示例4.简单几何与复杂几何简单几何与复杂几何二种几何间相互转换，是完成高质量网格划分关键两种几何间变化命令
37、两种几何间变化命令简单曲面复杂曲面，复杂曲面新复杂曲面Create/Surface/TrimmedCreate/Surface/Composit复杂曲面简单曲面Edit/Surface/DisassembleCreate/Surface/Decompose复杂曲面边界产生简单曲面简单实体B-repSolidCreate/Solid/B-repB-repSolid简单体Edit/Solid/disassembleEdit/Solid/Break(Byplane)Create/Solid/Decompose直接取B-rep体的边界来创建简单体第三章第三章网格划分网格划分(FEM)1.FEM概述概述
38、独立于有限元求解器(如Nastran，Abagus，Ansys)Patran把单元拓普与单元物理特性分开Patran的FEM，只涉及其拓普，不管物理特性物理特性在Patran的Properties中定义特点：特点：主要拓普形式主要拓普形式:每种拓普，又有4结点，8结点，20结点等相关相关:即几何与对应有限元一致即几何与对应有限元一致施加到几何上的载荷自动分配到有限元模型施加到几何上的载荷自动分配到有限元模型给几何指定物理特性也即给对应单元指定了物理特性给几何指定物理特性也即给对应单元指定了物理特性根据几何可找到单元，对单元可找出所在几何根据几何可找到单元，对单元可找出所在几何单元与几何相关性单
39、元与几何相关性Patran网格功能分类网格功能分类（1）直接对几何体分网在在Create/mesh下，包括下，包括Iso-mesher,Paver,Tet-mesh三类自动网格生成器三类自动网格生成器网格与几何母体自动相关联网格与几何母体自动相关联（2）直接对网格操作在在Sweep/Element和和Transform下，对基网下，对基网(BaseMesh)作回转，拉伸，滑动等作回转，拉伸，滑动等操作，产生复杂网格操作，产生复杂网格新网格没有几何相关性新网格没有几何相关性（3）手工生成网格(Create/Node,Create/Mesh和和Create/MPC)（4）编辑、修改网格(Modif
40、y)2.直接对几何分网直接对几何分网自动网格生成器类型及适用范围自动网格生成器类型及适用范围几何类型几何类型颜色颜色自动划分工具自动划分工具线任意线Iso-mesh面简单曲面空间三边形空间四边形绿色Iso-mesh或Paver复杂曲面任何曲面紫红色Paver体简单体四面体、五面体、六面体蓝色Iso-meshB-rep体任何体白色Tet-meshIso-mesh(1)可划分线，面和体可划分线，面和体(2)用户对网格有很高控制用户对网格有很高控制(a)指定参数方向上划分数;(b)选择划分模式，控制每结点位置(3)只适用于简单几何只适用于简单几何须把B-repSolid或trimmedSurface
41、转成简单几何几何内硬点、硬线(hardgeometry)无效Paver(1)能划分任意曲面能划分任意曲面(2)用户对网格的控制度不如用户对网格的控制度不如Isomesh只能用meshseed,globellength等控制(3)能识别曲面内部硬几何能识别曲面内部硬几何Tet-mesh对任何实体，自动生成四面体网格可用meshseed，曲率半径等控制网格网格疏密的控制网格疏密的控制 MeshSeed法法（1）用于控制某边上网格疏密（2）有Uniform(均匀撒种子)，One-wayBias(等比撒种子)，Two-wayBias(双等比方式撒种子)，CurveBased(曲率半径撒种子)等方式（3
42、）要求:(a)选一种控制方式；(b)屏幕拾取几何边；(c)输入分割数等(4)对三种网格划分器均有效示例只对tetmesh有效控制面上网格蔬密要求输入曲面（surface），该曲面上单元长度 SurfaceControl法法无网格控制时，Iso-mesh、Paver和Tet-mesh用GlobalEdgeLength确定单元大小 GlobalEdgelength法法用硬点或硬线来控制 HardGeometry网格所有边长落在maxedgelength和minedgelength间 最长，最短边长 曲率半径(curvaturecheck)根据曲率变化调整疏密，保证max(h/l)小于给定值自动网格
43、生成菜单及步骤自动网格生成菜单及步骤1Globaledgelength2网格划分器(mesher)：Iso-mesh，paver或tetmesh3单元拓普：Hex8,Hex20,wedge等4选取需划分的几何体5Apply生成网格。步骤步骤:菜单菜单:示例几何协调与单元协调几何协调与单元协调(1)几何是协调几何是协调:二几何间有共同一致的边或面二几何间有共同一致的边或面(2)几何间协调，自动网格划分时，交界处网格自动一致几何间协调，自动网格划分时，交界处网格自动一致(3)几何体交接处网格疏密，按优先级来定几何体交接处网格疏密，按优先级来定（a）Meshseed（b）相邻几何上网格划分相一致（c
44、）全局单元长 几何协调性处理几何调不协（1）消除裂纹）消除裂纹(a)用Edit/surface/edgematch把缝消除(b)用create/surface/trimmed建新几何消除缝隙（2）用网格控制）用网格控制确保网格一致，如用硬点硬点或create/Meshseed/tabular等方法3.用变换生成网格用变换生成网格Transform对已有网格移动、转动、镜面反射等生新网格Sweep对基网格(basemesh)拉伸，滑动等产生高阶网格如从2D单元产生3D单元，1D单元产生2D单元等 Arc法法Sweep单元法将基单元(BaseEntily)绕某轴转过一角度(SweepAngle)建
45、单元 Extrude方法方法Sweep/Extrude将基单元沿一矢量方向拉伸一段距离建网格 Glide或或Glide-Glide方法方法将基单元沿一或两曲线（glidecurve）滑动，来产生新单元 Normal方法方法基单元沿各自法线方向拉伸来产生新网格 RadialCylindrical方法方法定义一中心轴（Refer.CoordinateFrame和Axis）及一径向距离将基网格沿柱坐标径向拉伸，产生新网格 RadialSpherical方法方法定义一球心（Refer.coordinateFrame和SphereCenterPoint）及一径向距离将基网格沿球坐标径向拉伸，来产生新网格
46、 SphericalThera方法方法定义球心、球轴及回转角，将基网格各结点沿球上路径回转，产生新网格 VectorField方法方法输入空间变化矢量场矢量场，将基网格各点按矢量方向和大小拉伸，来产生新网格 Loft方法方法在二组协调一致2D网格间，产生3D网格，把2D网格连接起来注：虽然通过注：虽然通过Transform或或Sweep产生网格没有几何相关性，但可通过产生网格没有几何相关性，但可通过FiniteElement下下Associate和和disassociate，以手工方式把几何与单元相关，以手工方式把几何与单元相关4.逐个生成或改动网格逐个生成或改动网格在FiniteElemen
47、t下Create/Node,Create/Element,Create/MPC及Modify中5.应用例子应用例子 网格与几何相关性网格与几何相关性(1)用paver自动划分表面（2）用Sweep/Element/Normal，取A-B方向，拉伸出hexa实体单元；（3）用Associate/Element/Solid，使网格与B-rep实体相关（4）选实体面，施压力载荷 移动结点位置移动结点位置当划分网格时，忽视了某一工况载荷，如何保证载荷作用点有结点用modify/node，将附近结点移动一下位置 MPC的创建的创建MPC是重要的有限元建模技术用于不同单元间，不同零件间连接，施加载荷等第四
48、章第四章模型检查模型检查(FEM)1.检查消除重结点检查消除重结点(Equivalence)协调几何分网时，公共边有重结点协调几何分网时，公共边有重结点用用Equivalence命令，编号大的结点消除命令，编号大的结点消除用用Verify/Boundary检查是否有重结点，再用检查是否有重结点，再用EquivalenceEquivalence对象可是整个模型、组或选定结点对象可是整个模型、组或选定结点2.检查模型检查模型(Verification)检查模型致命问题：致命问题：如重结点、重单元、板单元法向等检查单元的质量：质量：四边形单元，正方形计算最好，当单元长宽比(aspect)，四结点不共
49、面程度(Warp)，相邻边间夹角与正方形单元有偏差时，计算精度下降，甚至导致很大误差示例Verify/Elemen主要检查单元存在问题，如重结点，重单元主要检查单元存在问题，如重结点，重单元,单元法向一致性等单元法向一致性等划分完网格，都应对其进行检查划分完网格，都应对其进行检查Verify/Element/Boundary检查重结点Verify/Element/Duplicate检查重单元Verify/Element/Normal检查单元法向检查网格质量检查网格质量网格划分质量通过以下指标衡量网格划分质量通过以下指标衡量Aspect单元长宽比Warp四边形单元翘曲度SkewAngle倾斜角T
50、aper锥度示例第五章第五章场场(Field)1.什么是什么是FieldPATRAN提供的，用于定义提供的，用于定义“变化变化”的工具的工具可定义随时间、空间、材料等变化的可定义随时间、空间、材料等变化的标量场和矢量场标量场和矢量场定义单元特性（定义单元特性（Properties）、）、施加载荷（施加载荷（Load/BCs）、）、定义材料定义材料（Materials）和）和SweepElement时可调用时可调用可将可将Result中分析结果中分析结果(如温度场如温度场)与模型边界条件关联与模型边界条件关联2.Field可用范用可用范用（1）定义边界条件（）定义边界条件（Lood/BCs）（2
51、）定义材料性质（定义材料性质（Materials）（3）定义单元特性（定义单元特性（Properties）（4）拉伸有限元网格（拉伸有限元网格（FEM/Sweep)3.Field种类及自变量种类及自变量SpatialField用于定义随空间位置变化用于定义随空间位置变化自变量为坐标自变量为坐标X,Y,Z（直角坐标直角坐标x,y,z）；）；R,T,Z（柱坐标柱坐标r,theta,z)；R,T,P（即球坐标即球坐标r,theta,phi）或或C1,C2,C3（即参数坐标即参数坐标1，2，3）Non-SpatialField用于定义随时间或频率的变化，自变量为时间(t)或频率(f)MaterialP
52、ropertyFields用于定义材料特性随应变、应变率、温度等变化自变量为应变（e）、应变率（r）、温度（T）等4.Field界面界面4.Field输入方法输入方法四种四种Field输入方法输入方法PCLFunctionTabularInputGeneralFEMSpatialFieldMaterialFieldxxNon-spatialFieldxx通过通过表格输入表格输入(TabularInput)通过通过PCL函数输入函数输入(PCLFunction)根据根据屏幕显示输入屏幕显示输入（FEMField）FEMField是根据与网格相关图形显示来创建是根据与网格相关图形显示来创建Spat
53、ialFieldFEMField分标量和矢量分标量和矢量如显示是温度、压力、VonMisis应力等，生成标量FEMField（ScalarFEMField）如显示是位移、力、速度等矢量，生成矢量FEMField（vectorFEMField）产生产生FEMField（1）将相应标量或矢量信息显示到视窗(viewport)（2）用Create/Spatial/FEM来创建该fieldFEMField是从一分析程序向另一分析程序是从一分析程序向另一分析程序(如从热分析向结构分析，从ABAQUS向NASTRAN)，从一种网格向另一种网格从一种网格向另一种网格(如网格重分，局部和全局分析)映射数据方法
54、映射数据方法FEMField可分为连续（可分为连续（continuous)和离散（和离散（discrete）连续FEMField有自动插值功能，可得定义区域内任意点值，离散FEMField只能得结点或单元值PCLFUNCTION一些一些PCL函数例子函数例子数学表达式PCL表达式直角坐标0.1x-0.35y0.1*X-0.35*Y桂坐标0.35r+0.08*arccos（25.6z）0.35*R+0.08*T*acosr（25.6*Z）球坐标200r23200*R*2-P*3参数坐标10.01-20.8210.0*Cl-20.8*C2时间10sin（100t）10.0*sinr（100*t）P
55、CL语言常用数学函数语言常用数学函数SIND（angle）SQRT（n）SINR（angle）LN（n）ASIND（n）EXP（n）ASINR（n）LOG（n）COSD（angle）ABS（n）COSR(angle）SIGN（n）ACOSD（n）NINT（n）ACOSR（n）MAX（n1,n2）TAND（angle）MIN（n1,n2）TANR（angle）ATAND（n）ATANR（n）ATAN2R（y,x）ATAN2D（y,x）R表角度以弧度为单位，D表示度为单位注：（1）自变量名大小写敏感（2）变量名前加（3）对一复杂函数，如分段函数，可先编PCL，再调用4.Field修改、显示及删除修
56、改、显示及删除第六章第六章工况及边界条件工况及边界条件（Load/BCs&LoadCase）1.概述概述(1)边界条件可加到有限元模型上，也可加到几何模型上，但几何与有限元模型应相关几何与有限元模型应相关，Patran自动将其转化到有限元模型上(2)随时间或空间变化的复杂边界条件，通过Field定义(3)Load/BCs内容与具体分析程序有关(4)施加随时间变化载荷，须用TimeDependentLoadCase，DefaultLoadCase是静态载荷工况2.载荷边界条件类型载荷边界条件类型类类型型说说明明Displacement固定或强迫位移（对应固定或强迫位移（对应NASTRAN的的SP
57、C卡）卡）Force结点力（对应结点力（对应NASTRAN的的FORCE卡）卡）Pressure2D或或3D单元上面压力单元上面压力Temperature温度（对应温度（对应TEMP卡），初始温度作为材料特性输入卡），初始温度作为材料特性输入InertialLoad重力，离心力（对应重力，离心力（对应GRAV或或RFORCE卡）卡）InitialDisplacement动力分析时初始位移动力分析时初始位移InitialVelocity动力分析时初始速度动力分析时初始速度DistributedLoad1D或或2D单元上线压力单元上线压力Contact定义滑线接触定义滑线接触Patran主要载荷边
58、界条件主要载荷边界条件(MSC/NASTRAN为例为例)Temp(Thermal)固定温度固定温度InitialTemperature初始温度初始温度ApplyHeat施加热量，包括点热原，体积生热，法向热流或方向热流施加热量，包括点热原，体积生热，法向热流或方向热流Convection对流换热，包括与环境对流，与管流之间的换热等对流换热，包括与环境对流，与管流之间的换热等Radiation对环境或内部的辐射换热对环境或内部的辐射换热PATRAN主要热分析边界条件主要热分析边界条件3.施加步骤施加步骤(1)选适当的选适当的Create/Object/Method(2)在在Application
59、中选中选Load/BCs，进入进入Load/BCs如：Create/Displacement/NodalCreate/Pressure/Element；(3)点点“CurrentLoadCase:”下下Default按钮，选取一个按钮，选取一个case（工况）工况）(4)在在“NewSetName”下输一个载荷名下输一个载荷名(5)如需要，选目标单元类型，如如需要，选目标单元类型，如1D，2D，3D(6)点点InputData(7)输入值（注：压力、温度等为标量；力、位移等为矢量）输入值（注：压力、温度等为标量；力、位移等为矢量）(8)也可从SpatialFields窗中选取已定义的Field
60、(9)如是TimeDependentLoadCase，出现Non-SpatialFields窗，选Field定义的时间历程(10)输入矢量说明输入矢量说明(8)点点SelectApplicationRegion，选作用域选作用域(9)点点Apply示例4.边界条件检验边界条件检验PlotMarkerMarker:PATRAN中，每种边界条件，都中，每种边界条件，都有有Marker与之对应与之对应，如下表DisplacementRotationDisplacement&RotationTemperature788FORCE100.00当你施加一个边界条件，其当你施加一个边界条件，其marker会
61、自动显示会自动显示注注:(1)Marker特性设置特性设置Marker特性包括颜色，文本是否显示，标识是否显示，显示在FEMorGeometry等都在MenuBar中的”Displayload/BC/E.I.Props中设置。（2）检查几何上的载荷如何转化到的分析型模型上）检查几何上的载荷如何转化到的分析型模型上进入Displayload/BC/E.I.Props。按”ShowOnFEMOnly”按钮，点Apply在Lood/BCs中，将Action中设成”PlotMarker”在AssignedLoad/BCsSets下滚动窗中选要显示边界条件名在SelectGroup滚动窗中选某些“组”名
62、点动Apply。ShowTabularPlotContours以云纹图形式显示标量边界条件信息以云纹图形式显示标量边界条件信息如如:Y方向上载荷，正压力，温度等在受载面或线上分布方向上载荷，正压力，温度等在受载面或线上分布5.修改、删除修改、删除Load/BCs(Delete&Modify)6.工况（工况（LoadCase）工况是对载荷和约束的分类和组合工况是对载荷和约束的分类和组合可先建很多可先建很多LBC，然后通过然后通过Create或或Modify工况将其放到不同工况中工况将其放到不同工况中也可先建工况，然后在也可先建工况，然后在Load/BCs时，直接把边界条件添加到相应工况中时，直接
63、把边界条件添加到相应工况中边界条件很简单，所有边界条件自动添加到边界条件很简单，所有边界条件自动添加到Default工况中工况中NASTRAN输入文件输入文件LoadCase与与MSC/NASTRAN中中CaseControl卡中卡中Subcase对应对应对对NASTRAN求解器，线性分析时求解器，线性分析时LooadCase是对边界条件的选取和组合是对边界条件的选取和组合非线性分析是反映了加载的历程非线性分析是反映了加载的历程工况分工况分Static和和TimeDependent二种二种瞬态响应分析，频率响应分析等动力分析时，选瞬态响应分析，频率响应分析等动力分析时，选TimeDepende
64、nt工况工况中边界条件的优先权（工况中边界条件的优先权（Priority）DABC300200问题：问题：热分析中，AB边添加了3000C的恒温条件(T300)，BC边添加2000C的恒温条件(T200)，问结点B处边界条件是多少？300，200或500？若T3001,T2002,则TB3000C若T3002,T2001,则TB2000C若T3001,T200Add,则TB5000C若T300add,T200=1,则TB5000C可变动可变动LBC的的ScaleFactor：分析及作用区域相同，仅数值大小不同，只需改动LBC缩放系数，不需定义多个LBC示例第七章第七章材料（材料（Materia
65、l）1.概述概述定义材料定义材料:就是指定一个材料名，然后将特性赋给这个名称就是指定一个材料名，然后将特性赋给这个名称特性包括：各向同性，各向异性，正交各向异性特性包括：各向同性，各向异性，正交各向异性,复合材及本构关系等复合材及本构关系等如如:取一名为取一名为steel的材料，设成各向同性，杨氏模量的材料，设成各向同性，杨氏模量2.1105N/mm2，屈服极限屈服极限600MPa，松松比松松比0.3，硬化指数，硬化指数0等等不同分析程序有不同本构定义，材料特性定义也因分析程序而异不同分析程序有不同本构定义，材料特性定义也因分析程序而异这里以这里以MSC/NASTRAN为例为例一种材料可有多种
66、本构，如一种材料可有多种本构，如Steel有弹性本构，塑性本构和蠕变本构等有弹性本构，塑性本构和蠕变本构等对复杂材料曲线，如应力一应变关系，对复杂材料曲线，如应力一应变关系，E随温度变化等，用随温度变化等，用Field来定义变化来定义变化可进入可进入msc/mvision材料库，找到材料调入材料库，找到材料调入patran2.Patran支持的材料模型支持的材料模型Isotropic各向同性各向同性(2个材料参数：个材料参数：E、 )2DOrthotropic2D正交各向异性正交各向异性(6个材料参数：个材料参数：E11、E22、 12、G12、G13、G23)3DOrthotropic3D正
67、交各向异性正交各向异性(9个材料参数：个材料参数：3个个E、3个个 、3个个G)2DAnisotropic2D各向异性各向异性(9个材料参数个材料参数)3DAnisotropic3D各向异性各向异性(21个材料参数个材料参数)CompositePATRAN支支持持多多种种复复合合材材料料模模型型，其其中中包包括括laminatecomposite;RuleofMixture;5种种Halpin-Tsai模型和模型和1D、2DShortFiber模型模型弹性结构材料模型linearElastic线弹性线弹性nonlinearElastic非线性弹性非线性弹性Elastoplaslic弹塑性弹塑性
68、Failure失效失效Creep蠕变蠕变Patran支持的支持的Msc/Nastran本构本构3.创建材料例子创建材料例子例例1：创建一种各向同性材料，名为：创建一种各向同性材料，名为“Steel-Outer-Shell”，材料参数为：材料参数为：E30106psi， =0.3， y=70000psi，H=7000psi(1)点material(2)在MaterialName下输入材料名：”Steel-Outer-Shell”(3)点InputProperties(4)输弹性数据E和(5)将本构模型（ConstitutiveModel）改Elastoplastic，选HardeningSlop
69、e，屈服函数和硬化准则用缺省值(6)输入非线性数据y和H(7)按Apply,材料建立完毕示例例例2：创建九层复合材料模型，其参数如下：创建九层复合材料模型，其参数如下：基层材料（基层材料（2D正交各向异性）参数为：正交各向异性）参数为：E11=40106E22=1106 12=0.25G12=0.5106G23=0.5106G13=0.6108层厚为：层厚为：0.01/0.0125/0.01/0.0125/0.01/0.0125/0.01/0.0125/0.01辅层方向为：辅层方向为：0 /90 /0 /90 /0 /90 /0 /90 /0 （1）进Materials，后Create/2DO
70、rthotropic，建2D正交各向异性基层材料，名称取为“lam-prop”；（2）点InputProperty，输入2D正交各向异性基层材料数据，完成材料“lam-prop”创建；（3）Create/Composite/Laminate，用基层材料“lam-prop”来建名为“lam_prop”的复合材料（4）逐层输入每层的材料名称，厚度及辅层方向。（5）Apply，完成复合材料的创建。示例例例3：温度相关材料创建，名：温度相关材料创建，名thermal-elastic-aluminum；弹性模量，泊松比和热膨胀系弹性模量，泊松比和热膨胀系数（数（ ）随温度的变化）随温度的变化（1）点Fi
71、eld，然后Create/MaterialProperty/TabularInput，创建二个Field，名称分别为Alpha和Elastic_Modules，描述E和随温度的变化（2）输入相应数据E随T的关系曲线；对与T的关系曲线同样（3）点Materials，输材料名thermal-elastic-aluminum；（4）点InputProperty,输入材料数据，其Alpha和ELastic_Modules从下面TemperatureDependentField内直接点取（5）ApplyT（温度）E（杨氏模量）（泊松比）（热膨胀系数）0101060.36.01062009.51060.3
72、5.01064009.01060.3.4.01064.Activating/Deactivating材料模型材料模型当一种材料有多个本构关系时，通过当一种材料有多个本构关系时，通过“激活激活”或或“失效失效”方式选有效的本构关方式选有效的本构关系系PATRAN中，该功能通过中，该功能通过“ChangeMaterialStatus”来实现来实现材料所有本构关系都列在材料所有本构关系都列在Active或或Inactive二框中二框中不同分析所需材料数据，及以毫米，秒，兆帕，牛顿为单位的量纲范围不同分析所需材料数据，及以毫米，秒，兆帕，牛顿为单位的量纲范围分析类型分析类型材料参数材料参数参考值参考值
73、一般线性分析E、E2.1105=0.3含重力，离心力的线性分析E、E、同上；=7.8106线性热应力分析E、T(ref)E、同上；1.2105；T=20自由模态或屈曲分析E、同上直接法的线性动力响应分析E、一般取0.04,但不是必须的E弹性模量泊松比密度阻尼系数热膨胀系数 T温度5.单位单位Patran和和Nastran中，单位制由用户自己确定中，单位制由用户自己确定只要使用一套自封闭单位制即可只要使用一套自封闭单位制即可如:全使用国际单位制，即米、牛顿、帕、干克/米3、干克、米/秒等。当存在惯性力，或进行动力或模态分析，由当存在惯性力，或进行动力或模态分析，由mr 2，f=ma等关系存在，等
74、关系存在，对自封闭一定要小心对自封闭一定要小心如一定要用非封闭单位，例长度如一定要用非封闭单位，例长度mm，其他均用国际单位制，可用其他均用国际单位制，可用msc/nastran参数参数wtmass调节调节6.创建自己常用材料库创建自己常用材料库1）File/New，用，用mscnastran_template为模板，建一个新数据库，名为为模板，建一个新数据库，名为“Mymaterial_template”；2）不作任何操作，直接进入不作任何操作，直接进入Materials界面，然后将你的所有材料逐一全部创建界面，然后将你的所有材料逐一全部创建3）退出）退出PATRAN，新产生新产生“Myma
75、terial_template.db”文件拷贝到文件拷贝到PATRAN安安装目录中，例如装目录中，例如“/msc/patran75”；以以“Mymaterial_template.db”为模板来新建一个为模板来新建一个PATRAN数据库文件，数据库文件，Materials中自动包括你材料中自动包括你材料7.Show Material Properties第八章第八章单元物理（单元物理（Properties)1.概概述述Properties作用，是对不同单元，赋予相应物理特性作用，是对不同单元，赋予相应物理特性PATRAN中定义物理特性，就是确定单元类型（如中定义物理特性，就是确定单元类型（如s
76、hell，Bar，beam，rod，Solid)、定义单元材料、截面特性等定义单元材料、截面特性等定义单元物理特性，与分析求解器相关，不同求解器有不同单元类型定义单元物理特性，与分析求解器相关，不同求解器有不同单元类型MSC/NASTRAN不同维数单元，需要输入数据不同维数单元，需要输入数据0D质量、惯性、刚度质量、惯性、刚度1D截面特性、材料、偏置、单元坐标系定义截面特性、材料、偏置、单元坐标系定义2D壳厚、材料、偏置、材料方向壳厚、材料、偏置、材料方向3D材料材料用PATRAN定义Properties有二特点（1）任何特性可用）任何特性可用Field定义其变化，如壳单元厚度，梁载面尺寸定义
77、其变化，如壳单元厚度，梁载面尺寸（2）特性可加给单元，也可加给与单元相关几何）特性可加给单元，也可加给与单元相关几何如特性加在几何上，重新网格划分后，特性会自动添加到新网格如特性加在几何上，重新网格划分后，特性会自动添加到新网格2.界面及创建步骤界面及创建步骤（1）点）点Properties（2)Action/Create，在，在Dimension中选单元维数，在中选单元维数，在Type旁选单元类型旁选单元类型（3）在）在PropertySetName下给物理特性指定名称下给物理特性指定名称（4）在）在Option(s)下选单元类型和算法。注：对有些单元类型，没有下选单元类型和算法。注：对有些
78、单元类型，没有Option(s)选择选择（5）“InputProperties”下输入特性数据下输入特性数据（6）SelectMembers下输入几何或单元号下输入几何或单元号（7）Apply过程：界面3.Msc/Nastran梁单元选取、定义和显示梁单元选取、定义和显示梁单元类型和选取梁单元类型和选取TypeOption(s)(上上)Option(s)(下下)对应对应MSC/NATRAN单元单元BeamGeneralSectionStandardFormulation*CBAR*p-FormulationP-BeamCurvedw/GeneralSection任意截面的任意截面的CBENDC
79、urvedw/PipeSection带内压圆筒截面的带内压圆筒截面的CBENDLumpedSectionLumpedBeamTaperedSection*TaperedBeam*RodGeneralSectionStandardFormulationCRODConrodConrodPipeSectionCTUBESpringCELAS1DamperScalarCDAMP1ViscousCVISCGapNonadaptiveCGAPAdaptiveCGAP1DMassCMASS1PLOTELPLOTEL单元单元梁单元物理特性梁单元物理特性不同梁单元输入数据不同，以不同梁单元输入数据不同，以Bar
80、单元为例，定义梁单元所须数据单元为例，定义梁单元所须数据 MaterialName：材料名，可从材料名，可从“MaterialPropertySets”中选中选 BarOrientation：梁单元坐标系，可用一矢量（梁单元坐标系，可用一矢量（Vector）或一结点号（或一结点号（Node）确定确定SectionName:截面特性，可在截面特性，可在“BeamLibrary”中已定义截面名；或暂不给出，逐项中已定义截面名；或暂不给出，逐项输入面积，惯性矩，扭矩输入面积，惯性矩，扭矩等注：如不用注：如不用“BeamLibrary”定义截面名方法，须将定义截面名方法，须将“AssociateBea
81、mSection”关掉关掉可选择输入数据可选择输入数据 Offset Node1和和OffsetNode2：用二矢量定义梁单元二端点偏置量用二矢量定义梁单元二端点偏置量 PinnedDOFNode1和和PinnedDOFNode2：定义梁单元二端点力的释放定义梁单元二端点力的释放 NonstructuralMass：非结构质量非结构质量应力提取点位置应力提取点位置Ci、Di、Ei、Fi，i=1或或2注：使用梁单元，单元坐标系确定、偏置和二端自由度释放必须弄清楚注：使用梁单元，单元坐标系确定、偏置和二端自由度释放必须弄清楚示例梁截面库梁截面库梁的显示梁的显示对对Bar、Beam单元，满足下条件，
82、可将单元，满足下条件，可将1D梁以梁以“3D+偏置偏置”方式显示，以检查梁特性方式显示，以检查梁特性参数正确性参数正确性（1）通过梁截面库定义截面特性）通过梁截面库定义截面特性（2）建）建Property时，时，“AssociateBeamSection”按下按下显示控制界面在MenuBar上DisplayLoad/BC/Elem.Props中将梁显示方式置成“3D：Full-Span+Offsets”，然后Apply即可示例4.板壳选取和定义板壳选取和定义板壳分以下几类板壳分以下几类Type说明说明Membrane薄膜板薄膜板BendingPanel承弯板承弯板Shell壳壳ShearPan
83、el剪切板剪切板2Dsolid2维板单元，即平面应变单元或轴对称单元维板单元，即平面应变单元或轴对称单元p-shell2维维p单元单元对板壳元（除对板壳元（除2Dsolid外），定义时须输入材料及外），定义时须输入材料及“shellthickness”还可定义法向偏置（还可定义法向偏置（Offset）板壳元物理特性定义类似梁板壳元物理特性定义类似梁5.检查单元物理特性检查单元物理特性Tabular按按Spreadsheet格式显示格式显示Scalarplot云纹显示云纹显示Vectorplot矢量显示矢量显示Markerplot用各种图符标识来表示特性用各种图符标识来表示特性1）在）在Exis
84、tingProperties下选一个单元特性名下选一个单元特性名2）选）选“DisplayMethod”方式，是下表中任一种方式，是下表中任一种3）选取想要显示的组（）选取想要显示的组（group）4）Apply示例第九章第九章分析控制分析控制(Analysis)1.设定分析环境并递交计算设定分析环境并递交计算递交递交Analysi，Action为为Analyze，Object可是整个模型（可是整个模型（EntireModel）或局部模或局部模型（型（CurrentGroup），），Method如下：如下：FullRun直接从直接从Patran中提交并完成计算中提交并完成计算CheckRun提
85、交计算以检查模型，随即停止提交计算以检查模型，随即停止AnalysisDeck产生产生Nastran输入文件输入文件*.Bdf，但不递交计算但不递交计算Model只产生只产生Nastran输入文件的输入文件的BulkData部分部分递交计算步骤递交计算步骤点点Analysis，选，选Action/Object/Method，如：如：Analyze/Entire/FullRun（可略）选择模型转换参数（可略）选择模型转换参数（TranslationParameters）Patran递交过程即将递交过程即将Patran数据库数据转换成数据库数据转换成Nastran输入文件过程，按什么格式生成输入文
86、件过程，按什么格式生成*.Bdf文文件，由控制参数决定。如：件，由控制参数决定。如：Nnastran的版本，的版本，output2文件的格式，数据按单精度还是双精度文件的格式，数据按单精度还是双精度输出等输出等选择求解类型（选择求解类型（SolutionType)Patran支持的八种分析类型支持的八种分析类型静力（静力（linearStatic）非线性静力（非线性静力（nonlinearStatic）自然模态（自然模态（normalModes）屈曲分析（屈曲分析（buckling）复模态（复模态（complexEigenvalue）频率响应（频率响应（frequentResponse）瞬态响
87、应（瞬态响应（transientResponse）非线性瞬态响应（非线性瞬态响应（nonlinearTransient）除静力分析外，其他分析类型都需进一步指定除静力分析外，其他分析类型都需进一步指定求解参数，不同分析类型要求给定不同参数，求解参数，不同分析类型要求给定不同参数，这些都在点这些都在点“solutionParameters”按钮后出按钮后出现的界面中指定。现的界面中指定。缺省为线性静力分析，不需要设任何参数缺省为线性静力分析，不需要设任何参数（可略）直接卡片输入（可略）直接卡片输入（DirectTextInput）Nastran中一些特殊输入卡和参数，有些中一些特殊输入卡和参数，
88、有些Patran不支持，但不支持，但Patran提供卡片输入界面提供卡片输入界面对对Patran未支持未支持Nastran卡片和参数，用提供的界面输入、编辑与直接编辑卡片和参数，用提供的界面输入、编辑与直接编辑“.Bdf”一样一样创建创建Subcase(SubcaseCreate)输输subcase名称，并指定该名称，并指定该Subcase工况（工况（loadcase）及及结果输出要求，有时还须确定该结果输出要求，有时还须确定该subcase中求解参数中求解参数可建多个可建多个subcase，也可一个也可一个Subcase都不建，用都不建，用Patran缺省缺省DefaultSubcase选择
89、选择subcase（SelectSubcase）从已创建从已创建subcase中，选想求解的一个或多个中，选想求解的一个或多个subcase注：对注：对MSC/NASTRAN，Subcase含义在线性和非线性分含义在线性和非线性分析完全不同析完全不同Apply(递交递交)注：对线性静力问题，工况又不复杂，所注：对线性静力问题，工况又不复杂，所有参数均可用缺省值有参数均可用缺省值2.分析结果读回分析结果读回PatranNastran有二种可供有二种可供Patran作图形后处理的文件：作图形后处理的文件：xdb文件和文件和op2文件文件处理前，须把处理前，须把“.op2”文件读入，或将文件读入，或
90、将“.xdb”与与Patran相关相关AttachXDBAction设成设成“attachXDB”“SelectResultFile”选选“*.xdb”文件文件ApplyAttach后，后，Patran可在可在Result或或Insight中访问中访问xdb数据库进行数据库进行图形后处理图形后处理ReadOuput2Action设成设成ReadOutput2“SelectResultFile”选选“*.op2”文件文件Apply将将op2文件中信息写入到文件中信息写入到Patran数据库中，供后处理数据库中，供后处理注：与注：与ReadOutput2Action对应的对应的Object有三种选
91、项有三种选项Object说说明明ResultEntities只读入计算结果只读入计算结果ModelData只读入有限元模型：单元、结点只读入有限元模型：单元、结点Both读入计算结果十有限元模型读入计算结果十有限元模型第十章第十章后置处理后置处理(1)-Result1.Result后处理工具后处理工具工工具具工具说明工具说明QuickPlot适于初级用户，以快捷方式提供云纹图，变形图及动画功能适于初级用户，以快捷方式提供云纹图，变形图及动画功能Deformation变形图变形图Fringe云纹图云纹图Marker矢量图或张量图矢量图或张量图Graphxy坐标曲线图坐标曲线图Animation制
92、作动画制作动画Report生成报告生成报告Freebody自由体后置处理自由体后置处理2.五个控制图符五个控制图符SelectResult图符图符主要用于选取想作后处理结果主要用于选取想作后处理结果即：哪个工况下的哪种数据；或作即：哪个工况下的哪种数据；或作XY坐标图时，指坐标图时，指定定x坐标是什么，坐标是什么，y坐标代表什么？坐标代表什么？要求要求:(1)在在“SelectResultCase(s)”下选一个或多个工下选一个或多个工况况(2)在在“SelectFringeResult”选一个结果及选一个结果及Quantity(3)ApplyTargetEntities图符图符用于选择想要显
93、示区域，缺省区域为当前视窗用于选择想要显示区域，缺省区域为当前视窗(CurrentViewport)如：想在某些单元上显示结果，将如：想在某些单元上显示结果，将“TargetEntity”置置成成Element；想在某种材料上显示结果，将想在某种材料上显示结果，将“TargetEntity”置置成成Materials等等FringeAttributes（下页（下页图）图）用于设置与云纹图（用于设置与云纹图（Fringe）显示特性相关所有参数显示特性相关所有参数如：色谱（如：色谱（Spectrum）显示范围（显示范围（Range）单元是否收缩（单元是否收缩（ElementShrinkFactor
94、）是否自动显示最大最小值（是否自动显示最大最小值（ShowMax/MinLabel）DeformationAttributes用于设置用于设置Result中与变形显示特性相关所有参数中与变形显示特性相关所有参数AnimationOption（s）用于设置在用于设置在Result后处理中与动画相关参数后处理中与动画相关参数注：注：SelectResult”图符中的内容是必须选定的，图符中的内容是必须选定的，其它图符特性均有缺省值其它图符特性均有缺省值操作3.PostPost，意为张贴，意为张贴，是指在是指在Patran视窗中显示图形或视窗中显示图形或XY坐标图坐标图PostAction中有两功能
95、：中有两功能：Post/Plots和和Post/RangesPost/Plots功能：控制哪些后置处理画面在屏幕上显示，功能：控制哪些后置处理画面在屏幕上显示，哪些从屏幕上隐去哪些从屏幕上隐去Post/Ranges：允许将某一允许将某一Range（云纹图的色彩标定）赋予视窗云纹图的色彩标定）赋予视窗Range在在MenuBar上上Display/Range定义定义Patran可同时将多幅图画可同时将多幅图画post出来，以看综合效果出来，以看综合效果第十一章第十一章后置处理后置处理(2)-InsightInsight是一种适是一种适合于合于“动态动态”操纵操纵显示图形的后处理显示图形的后处理工
96、具工具由由InsightControl和与和与Insight对应的对应的“Action/Tool”组组成成1.Insight工具工具Insight提供提供13种可混合使用的工具种可混合使用的工具混合使用指所有工具都可同时混合使用指所有工具都可同时“张贴张贴”(重叠显示，即重叠显示，即post）到屏幕上到屏幕上（1）Iso-surface（等值表面）等值表面）基于结果的等值面基于坐标的等值面（2）Contour（等高线）等高线）Contour+Marker显示图显示图（3）Cursor（用光标屏幕捕捉）用光标屏幕捕捉）用光标在屏幕上随意点取（或输入标号），用光标在屏幕上随意点取（或输入标号），I
97、nsight将其值将其值(标量，矢量或标量，矢量或张量张量)随即显示在屏幕上随即显示在屏幕上,也可同时写入一文件中也可同时写入一文件中（4）Marker用自选标识（用自选标识（marker，如小球、正方体、三角等）来显示结果如小球、正方体、三角等）来显示结果（5）Vector显示矢量场显示矢量场（6）Tensor显示张量场显示张量场（7）Fringe云纹图云纹图（8）Deformation变形图变形图（9）StreamLines流线流线矢量后处理方法矢量后处理方法显示输入一组显示输入一组PrimaryNode，以某方式以某方式(园柱、实体、虚线等园柱、实体、虚线等)显示这些点上的流线（显示这些
98、点上的流线（StreamLine）。）。只对只对3D有效有效（10）StreamSurface（11）Threshold输入一个门槛值，将大于或小于该门槛值的结果显示出来输入一个门槛值，将大于或小于该门槛值的结果显示出来（12）Element根据积分点应力求单元应力值（如求四边形单元根据积分点应力求单元应力值（如求四边形单元四个积分点应力的平均值），后按单元显示填充四个积分点应力的平均值），后按单元显示填充云纹形云纹形收缩的收缩的Element显示图显示图（13）Values在选定在选定node,element,face,edge,Iso-surface,streamline上，显示多点或单元
99、应力值上，显示多点或单元应力值Multiple Insight Tools2.产生产生Insight工具步骤工具步骤(1).Action中选中选Create或或Modify(2)选工具，如选工具，如Iso-surface、Deformation、Cursor等等(3)“FringeName”(或或“CursorName”等等)下，下，输入一个工具名，或用缺省名输入一个工具名，或用缺省名(4)“ResultSelection”(5)选取工况（选取工况（LoadCases）和显示的结果（如和显示的结果（如StressTensor、Displacements等）等）(6)“ResultOptions
100、”下显示结果更具体选择下显示结果更具体选择(7)“AnimationAttributes”中设有关动画操中设有关动画操作作(8)“FringeAttributes”，设显示属性，设显示属性(9)选选“张贴张贴”对象（对象（PostingTarget），），可以可以Group,Iso-surface,freesurface等为显示对等为显示对象象(10)Apply产生工具产生工具示例1示例23.InsightControlInsightControl在在MenuBar上，有上，有Post/Unpost、IsosurfaceControl、RangeControl、AnimationControl
101、、ModalControl、RakeControl和和CursorResult七项七项Insight工具制作完毕，可用工具制作完毕，可用InsightControl中提中提供的工具，以动态或交互方式观察、分析结果供的工具，以动态或交互方式观察、分析结果Post/UnpostTools同同Results中中pos功能功能IsosurfaceControl用于控制已有用于控制已有Isosurface工具几何位置工具几何位置通过鼠标移动滑动杆，等值面位置随之通过鼠标移动滑动杆，等值面位置随之改改变，可很方便看清变，可很方便看清3D模型每截面状态模型每截面状态RangeControl用用于于即即时时改
102、改变变色色谱谱（Spectrum）标标尺尺区区间间，并并实实时时在在工工具具中中反反映映。从从而而产产生生云云纹纹图图、等等高高线线等等的的色色彩彩和和空空间位置随滑动杆的移动而改变的动态感觉。间位置随滑动杆的移动而改变的动态感觉。注注：IsosurfaceControl和和RangeControl中中，在在“FormActions”都都 有有 Immediate和和 Upon Apply二二 选选 项项 ，Immediate表表屏屏幕幕显显示示随随滑滑杆杆滑滑动动而而变变化化,UponApply表按表按Apply后，屏幕显示才变化后，屏幕显示才变化AnimationControl用工具作动画
103、或实时仿真用工具作动画或实时仿真ModalAnimation快速制作模态动画；快速制作模态动画；RakeControl用于生成用于生成Rake，在，在Streamline、StreamSurface中，中，显示点通过显示点通过Rake定义定义CursorResult与与cursor工具一起使用工具一起使用4.Insight界面缺省设置界面缺省设置点点MenuBar中中Preference/Insight设置包括：显示方式，光照模型，背景色，标号是否显示等设置包括：显示方式，光照模型，背景色，标号是否显示等第十二章第十二章X-Y坐标图坐标图(XY-Plot)1.概述概述XY-Plot是一个对是一
104、个对XY坐标曲线窗口进行管理的工具坐标曲线窗口进行管理的工具用用XY-Plot，可添加、修改、删除可添加、修改、删除XY-Plot窗口中任何元素，如图例窗口中任何元素，如图例(Legend)、坐标轴坐标轴(Axis)、坐标曲线的标注说明、坐标尺度等坐标曲线的标注说明、坐标尺度等在在Result、Load/BCs、Properties和和Materials模块都有模块都有XY-Plot图创建功能，但图创建功能，但显示特性、加注释说明等，都由显示特性、加注释说明等，都由XY-Plt来完成来完成XYPlot，可将，可将XYDATA和和YDATA格式文件读入，并显示格式文件读入，并显示可将可将PATR
105、AN中已生成的曲线，以这种格式文件写出中已生成的曲线，以这种格式文件写出XYDATA, 0. 1634.61. 1260.92. 1125.3. 1068.94. 1043.25. 1029.76. 1022.37. 1018.8. 1015.59. 1014.10. 1013.3YDATA, 1634.61260.91125.1068.91043.21029.71022.31018.1015.51014.1013.31.XY-Plot界面及菜单界面及菜单第十三章第十三章MenuBar菜单菜单1.组组(Group)Patran中中Group与与CAD的的“层层”概念一致概念一致通过组通过组(G
106、roup),可把复杂模型分成多个简单可把复杂模型分成多个简单group如:所有几何放在“Geo”的Group所有单元放在“fem”Group根据需把entities（点、线、面、体及单元、结点等）分到不同组中，便于模型显示和管理、选取等一个一个entity可同时放在多个可同时放在多个group中中示例有关有关Group的术语的术语CurrentGroup（当前组）当前组）指新建的指新建的entities所自动放置的所自动放置的groupPATRAN后处理操作只对当前组有效后处理操作只对当前组有效任一时刻，有且只有一个当前组任一时刻，有且只有一个当前组可以随时将某组设成当前组可以随时将某组设成当
107、前组TargetGroup(目标组目标组)操作起作用的操作起作用的groupTargetGroup可是当前组，也可不是可是当前组，也可不是Posted（张贴）张贴）Group中中entities通过通过viewport显示显示Group在在Viewport中显示的过程就叫中显示的过程就叫“张贴张贴”一个一个group可可“张贴张贴”到多个到多个Viewport中；一个中；一个Viewport中可中可“张贴张贴”多个多个groupGroupattributes(Group的属性的属性)PATRAN中可以定义中可以定义Group属性，用于控制该属性，用于控制该group成员的显示方式、色彩等成员的
108、显示方式、色彩等每个每个group都按某个都按某个Attributes显示显示可以定义多个可以定义多个Attributes，然后赋给然后赋给GroupGroup菜单菜单Create创建创建groupPost在多个在多个Group中，控制哪些在中，控制哪些在Viewport中中“张贴张贴”Modify修改一个已有的修改一个已有的GroupMove/Copy在二个在二个group间拷贝或移动间拷贝或移动entitesTransform对对group实施移动，转动，缩放，镜面映射等变换实施移动，转动，缩放，镜面映射等变换Delete删除删除GroupAttributes将将Display/Named
109、Attributes定义的属性赋给相应定义的属性赋给相应group注：注：Group中作中作Transform(变换变换)时，可将网格、边界条件、单元特性等一起变换时，可将网格、边界条件、单元特性等一起变换Group显示模式显示模式(GroupDisplayMode)Patran有二种显示模式：有二种显示模式：EntityType和和GroupEntityType:显示方式显示方式与与Group无关，无关，Patran按按Entity类型统一显示，如所有类型统一显示，如所有solid为白色或蓝为白色或蓝色，色，surface为绿色或紫红色，单元为白色，结点为绿色或紫红色，单元为白色，结点号为黄
110、色等号为黄色等Group:显示方式由显示方式由group属性属性(groupattributes)确定，同确定，同group所有几何、单元用同一所有几何、单元用同一颜色、光照显示，不同颜色、光照显示，不同Group间按不同属性显示间按不同属性显示显示模式在显示模式在DisplayEntityColor/Label/Render下设定下设定2.ListList及其作用及其作用有限元建模中，有限元建模中，“选你所要选选你所要选entities”是一项繁琐工作，是一项繁琐工作，List为解决该问题而设计为解决该问题而设计List在在Patran中起中起“桥梁桥梁”作用，根据所给准则，交、叉、并等布尔
111、运算，把满足作用，根据所给准则，交、叉、并等布尔运算，把满足条件条件entities找出，后将其作为其它界面输入，或储存一个找出，后将其作为其它界面输入，或储存一个group中中List能接受准则分类：能接受准则分类：（1）Attributes（属性）属性）如：坐标位置，计算结果，单元特性，材料特性如：坐标位置，计算结果，单元特性，材料特性（2）几何和有限元间相关性）几何和有限元间相关性如：某面上所有单元，某边上所有节点等如：某面上所有单元，某边上所有节点等List提供二暂时存放结果的缓冲区提供二暂时存放结果的缓冲区lista和和listbList应用举例应用举例例例1：创建二：创建二list
112、，将将1719的所有结点放到的所有结点放到listA中；并把与这中；并把与这些结点相关的所有单元放到些结点相关的所有单元放到listB中去中去1）ToolListCreate2）通过通过FEM/Node/Attributes界面，将界面，将Attribute设为设为“CoordValue”，TOL_X=1.0，X=18.0，然后然后Apply，产生产生ListA3）如通过如通过FEM/Element/Associate界面，将界面，将Attribute设设为为“Node”，在，在Node下输入下输入“lista”，然后按然后按Apply，产产生生listB注：用注：用lista表表ListA中
113、结点，中结点，listb表表ListB中单元中单元例例2：通过：通过List，找出找出v300所所有单元有单元1）屏幕上显示）屏幕上显示VonMisis应力云纹图应力云纹图2）进入）进入ToolListCreate3）用）用FEM/Element/Attribute，将，将Attribute设为设为“FringeValue”，F20000，然后然后Apply，将搜寻的单将搜寻的单元放到元放到Lista中中4）屏幕上显示温度场分布）屏幕上显示温度场分布5）用）用FEM/Element/Attributes，FTargetViewportToModify=MakeCurrentb)张贴/关闭gro
114、up，同Group下postc)设置当前Group(SetCurrentGroup)d)设Vicwport视图(ApplyNamedView)e)更改视窗名称(Rename)f)设置视窗属性，如色谱（spectrum）5)Delete：删除视窗。6.其其他他数据库重建数据库重建 新创建一个新创建一个db文件，文件，Patran自动产生一个对应的日志文件自动产生一个对应的日志文件*.db.jou文件文件日志文件记录从数据库创建开始到目前所有操作过程日志文件记录从数据库创建开始到目前所有操作过程如如db文件被破坏或删除，用文件被破坏或删除，用Patran的的MenuBar上上FileUtiliti
115、esrebuild恢恢复数据库复数据库数据库压缩及不同硬件平台间拷贝数据库压缩及不同硬件平台间拷贝 Patran中有一个中有一个gbak工具，用于压缩及解压数据库工具，用于压缩及解压数据库/bin/gbak-helpMenuBar中中FileUtilitiesCompact菜单提供一个界面，自动实现上述压缩过程菜单提供一个界面，自动实现上述压缩过程Patran的的DB文件在不同硬件平台上是不兼容的，通过文件在不同硬件平台上是不兼容的，通过gbak压缩后的文件在压缩后的文件在SGI，SUN，HP和和RS6000机器上兼容。所以机器上兼容。所以gbak是不同机器间拷贝数据库的中间工具是不同机器间拷
116、贝数据库的中间工具Patran建模过程自动回放建模过程自动回放 Patran建模中，自动生成建模中，自动生成“patran.ses.number”文件，该文件以文件，该文件以PCL命令形式记命令形式记录操作命令流录操作命令流在在MenuBar上上FileSession中，可执行后缀为中，可执行后缀为ses的文件，回放建模过程的文件，回放建模过程模板数据库（模板数据库（template.db）Patran缺省提供三个模板：缺省提供三个模板：(1)base.db不带任何求解器的模板不带任何求解器的模板(2)mscnastran.db只带只带Nastran求解器的模板。求解器的模板。(3)templ
117、ate.db带有带有Nastran,Abqus,AdvanceFEA等多个求解器模板等多个求解器模板Patran允许定制自己的模板，建模板数据库步骤：允许定制自己的模板，建模板数据库步骤：(1)建模板数据库建模板数据库如如:(a)以以Base.db为模板，新建一个名为为模板，新建一个名为dytran.db的数据库的数据库(b)命令行敲入命令行敲入“load_mscdytran()”，调入调入DYTRAN建模环境建模环境(c)在在Materials下，输入常用材料数据下，输入常用材料数据(d)关系数据库关系数据库(2)、将新建模板文件拷贝到、将新建模板文件拷贝到Patran安装目录下安装目录下新
118、建数据库时，在新建数据库时，在“changeTemplate”下，便可看到下，便可看到dytran.db模板模板个人偏好（个人偏好（Preference）Preference菜单下，菜单下，Patran允许根据自己习惯进行设置，如，选择允许根据自己习惯进行设置，如，选择什么求解器，是否采用硬件图形加速，定义快捷键盘键等什么求解器，是否采用硬件图形加速，定义快捷键盘键等优化设计界面优化设计界面在在MenuBar=ToolsDesignStudy下，下，Patran提供了优化设计用提供了优化设计用户界面户界面,用户可定义设计研究用户可定义设计研究(DesignStudy)DesignStudy包括
119、三部分内容包括三部分内容（1）DesignVariable设计变量设计变量(不包括形状设计变量不包括形状设计变量)（2）Object设计目标设计目标（3）Constrain约束条件约束条件定义完设计后，可在定义完设计后，可在Analysis的的“Optimize”Action中递交中递交Nastran计计算，在后处理中进行后处理算，在后处理中进行后处理7.免费软件工具免费软件工具(Utilities)Patran有非常强的二次开发环境，有非常强的二次开发环境，Patran用户及用户及MSC应用工程师在解决实际应用工程师在解决实际问题中，编制了很多小程序，问题中，编制了很多小程序，MSC中挑选了
120、一部分提供给用户中挑选了一部分提供给用户缺省缺省Utilities菜单不出现在菜单不出现在Patran界面中，如在界面中，如在Patran安装时安装了安装时安装了shareware，可根据，可根据shareware目录下目录下Readme文件设置，使文件设置，使Utilities出现在出现在Patran菜单中菜单中第十四章第十四章PCL语言语言1.PCL概述概述什么是什么是PCLPCL是一种计算机编程语言，是是一种计算机编程语言，是PatranCommandLanguage缩写缩写安装安装Patran时，时，PCL语言软件开发环境一起安装语言软件开发环境一起安装PCL语言提供了大量函数语言提供
121、了大量函数(几万个几万个)，适合于，适合于CAE应用程序开发应用程序开发PCL语言语法类似语言语法类似C语言，可编制自己的语言，可编制自己的PCL程序，扩展程序，扩展Patran功能功能PCL功能功能编制编制Patran用小程序，扩展用小程序，扩展Patran功能功能把把自自己己的的分分析析程程序序集集成成到到Patran统统一一环环境境中中，用用Patran做做前前后后处处理理，象象NASTRAN，ABAQUS，DYNA3D一样一样对对Patran的模型作参数化研究，针对特殊工程问题，建立统一参数化模型的模型作参数化研究，针对特殊工程问题，建立统一参数化模型方便地编制方便地编制“傻瓜傻瓜”界
122、面，供设计工程师和新手使用界面，供设计工程师和新手使用PCL的函数结构的函数结构PCL函数结构如下函数结构如下FUNCTION函数名称（变量列表）函数名称（变量列表）RETURNENDFUNCTIONPCL程序示例程序示例：FUNCTIONsimple_function()/*Thisisasimplefunctionwhichwrite:*“$#Myfavoritenumberis1”*inthehistorywindow.*/INTEGERnumNum=1Write_line(“Myfavoritenumberis”,num)ENDFUNCTION2.PCL语法语法PCL类似类似C语法规则
123、语法规则PCL常数，常数，PCL变量，变量，PCL数组，数组，PCL分叉控制，循环控制见分叉控制，循环控制见MSC/PATRANUsersManual第四卷第九部分第四卷第九部分“PCLandCustomization”3.PCL函数库函数库4.PCL编译和连接编译和连接方式方式:1)Patran命令行；命令行；2)p3cplcomp;3)makePatran命令行和命令行和p3pclcomp方式方式!input.pcl编译、连接编译、连接filename.pcl，并将函数调入并将函数调入Patran直接运行文件中的函数直接运行文件中的函数!Compile.pcl编译编译filename.pc
124、l，并将其存入并将其存入xxx.plb中中!Libraryxxx.plb将库调入将库调入Patran,调入后可执行该函数调入后可执行该函数Make创建完程序后，键入创建完程序后，键入Make,Patran自动编译并存入库中，但第一次自动编译并存入库中，但第一次用用make须给出须给出Makefile文件文件(a)(a) Null: Null: 表示自由表示自由(b)(b) 0: 0: 表示固定表示固定DOFDOF(c)(c) 任何值任何值: : 载值或强迫位移载值或强迫位移(d)(d) (b) (b) 代表含义由下面代表含义由下面Analysis Coordinate Analysis Coordinate FrameFrame中指定坐标系确定中指定坐标系确定 如如: :对对Create/Displacement/Nodal,Create/Displacement/Nodal,表示表示X X方向固定，方向固定，Y Y方向自由，方向自由，Z Z方向有方向有0.l0.l的强迫位移的强迫位移 对对Create/Force/Node,Create/Force/Node,表表FxFx=100.0; =100.0; FyFy=0.0=0.0；FzFz=20.0=20.0BeforeAfter
