NX Nastran 基础分析指南

第1章 有限元分析方法及NX Nastran的由来 1
1.1 有限元分析方法介绍 1
1.1.1 有限单元法的形成 1
1.1.2 有限元法的基本思路 3
1.1.3 有限元法的计算步骤 5
1.1.4 有限元法的进展与应用 9
1.2 NX Nastran的由来 10
1.2.1 Nastran程序的起源 10
1.2.2 NX Nastran的由来 10
1.3 NX Nastran软件功能介绍 11
1.3.1 产品描述 11
1.3.2 产品模块配置 12
1.3.3 产品功能及特性 12
第2章 有限元法在NX Nastran中实现的一般流程 29
2.1 前处理 29
2.1.1 几何模型创建或读入 29
2.1.2 定义属性 30
2.1.3 划分网格，得到有限元分析模型 30
2.2 求解 31
2.2.1 边界条件施加 31
2.2.2 求解 31
2.3 后处理 31
第3章 NX Nastran输入输出文件基本构造 33
3.1 NX Nastran有限元模型的一般知识 33
3.1.1 离散化结构的描述 33
3.1.2 NX Nastran的输入文件结构 36
3.1.3 NX Nastran的输出文件 38
3.1.4 NX Nastran输入数据 43
3.1.5 建立有限元模型的基本策略 46
3.1.6 有限元分析的前后处理 49
3.2 执行控制与情况控制 49
3.2.1 执行控制语句 49
3.2.2 情况控制指令 51
第4章 点和坐标系统 55
4.1 节点 55
4.2 标量点 56
4.3 坐标系 56
4.3.1 基本坐标系 56
4.3.2 局部坐标系 57
第5章 NX Nastran单元库及常用单元类型 60
5.1 概述 60
5.2 标量单元 60
5.3 线单元 63
5.3.1 杆单元（CONROD） 63
5.3.2 杆单元（CROD） 65
5.3.3 杆单元（CTUBE） 65
5.3.4 简单梁单元（CBAR） 66
5.3.5 复杂梁单元（CBEAM） 70
5.3.6 曲梁元（CBEND） 73
5.4 面单元 75
5.4.1 四边形板元（CQUAD4） 76
5.4.2 三角形板元（CTRIA3） 77
5.4.3 壳单元性质（PSHELL） 78
5.4.4 例题 79
5.4.5 剪力板单元（CSHEAR） 81
5.4.6 其他平面单元 83
5.5 体单元 86
5.5.1 六面体单元（CHEXA） 86
5.5.2 五面体单元（CPENTA） 87
5.5.3 四面体单元（CTETRA） 88
5.5.4 体单元性质（PSOLID） 89
5.6 约束单元 90
5.6.1 刚性梁单元（RBAR） 90
5.6.2 刚性体单元（RBE2） 90
5.6.3 均方加权约束单元（RBE3） 92
第6章 材料特性 93
6.1 各向同性材料（MAT1） 93
6.2 二维各向异性材料（MAT2） 94
6.3 轴对称体正交异性材料（MAT3） 95
6.4 二维正交异性材料（MAT8） 96
6.5 三维各向异性材料（MAT9） 97
6.6 层复合材料（PCOMP） 98
第7章 载荷和边界条件 99
7.1 概述 99
7.2 集中载荷 101
7.3 分布载荷 103
7.3.1 作用于一维单元上的分布载荷（PLOAD1） 103
7.3.2 作用于三角或四边形面上的均匀分布压力（PLOAD） 105
7.3.3 作用于二维单元上的均匀分布压力（PLOAD2） 106
7.3.4 作用于二维或三维单元面上的分布压力（PLOAD4） 106
7.4 重力和离心力（GRAV，RFORCE） 108
7.5 强迫位移 109
7.6 热载 110
7.7 组合载荷 112
7.8 约束处理 114
7.8.1 单点约束 114
7.8.2 多点约束 117
第8章 线性静力分析 120
8.1 基本有限元方程 120
8.2 一般解题过程 120
8.2.1 确定物理模型 120
8.2.2 建立有限元模型的输入数据文件 121
8.2.3 运行NX Nastran并输出结果 127
8.2.4 检验结果 130
8.3 建立有限元模型的指南 133
8.3.1 单元选择 133
8.3.2 网格密度 135
8.3.3 网格过渡 138
8.3.4 对称性 146
8.3.5 用户界面 148
8.4 有限元模型的检验 150
8.4.1 前处理检查 150
8.4.2 诊断工具 155
8.4.3 应力的误差评估 163
8.4.4 后处理检查 165
8.5 例题 165
8.5.1 在均布压力载荷作用下的矩形板 165
8.5.2 齿轮齿的简单应力分析 176
第9章 模态分析 186
9.1 基本有限元方程 186
9.2 质量 187
9.2.1 质量矩阵 187
9.2.2 质量 188
9.2.3 质量单位 188
9.3 特征值解法 188
9.3.1 跟踪法 189
9.3.2 变换法 189
9.3.3 兰索士法 189
9.3.4 特征值方法的比较 190
9.4 输入文件说明 190
9.4.1 执行控制 190
9.4.2 情况控制 190
9.4.3 模型数据 191
9.5 例题 192
9.5.1 两自由度模型 192
9.5.2 悬臂梁模型 196
9.5.3 四分之一板模型 205
9.5.4 轿车框架模型 211
第10章 线性屈曲分析 223
10.1 基本有限元方程 223
10.2 屈曲分析步骤 225
10.3 输入文件说明 226
10.3.1 执行控制 226
10.3.2 情况控制 226
10.3.3 模型数据 227
10.4 例题 228
10.4.1 经典欧拉梁屈曲 228
10.4.2 侧向屈曲 237
10.4.3 平面刚架屈曲 242
10.4.4 承受均匀轴向载荷的圆筒屈曲 245
10.4.5 多个屈曲分析 250
附录 基本术语英汉对照表 252
参考文献 261