Femap & NX Nastran基礎(chǔ)及高級(jí)應(yīng)用

第1章 Femap概述1
1．1 Femap界面1
1．2 菜單2
1．2．1 File菜單2
1．2．2 Tools菜單5
1．3 Femap的視圖5
1．3．1 視圖的動(dòng)態(tài)操作6
1．3．2 View菜單7
1．4 可停靠面板8
1．4．1 ModelInfo面板9
1．4．2 EntityEditor面板10
1．4．3 MessageWindow面板11
1．5 自定義工具條12
1．6 狀態(tài)欄和系統(tǒng)托盤(pán)13
1．7 Femap常用對(duì)話(huà)框13
1．7．1 選擇對(duì)話(huà)框14
1．7．2 定位對(duì)話(huà)框15
1．8 單位以及單位轉(zhuǎn)換15
1．9 數(shù)據(jù)管理（組和層）15
1．10 選擇工具16
1．11 快捷鍵16
1．11．1 常用快捷鍵17
1．11．2 對(duì)話(huà)框上的快捷鍵17
1．11．3 選擇對(duì)話(huà)框上的快捷鍵17
1．11．4 自定義快捷鍵18
1．12 獲取幫助18
第2章 模型簡(jiǎn)化與網(wǎng)格密度19
2．1 板殼與實(shí)體19
2．1．1 模型對(duì)比19
2．1．2 薄板舉例19
2．2 網(wǎng)格疏密26
2．2．1 合適的單元大小26
2．2．2 粗糙的單元大小27
2．2．3 精密的單元大小27
2．2．4 結(jié)論27
2．3 約束和載荷的注意事項(xiàng)28
2．3．1 約束28
2．3．2 載荷28
2．4 有限元術(shù)語(yǔ)28
第3章 創(chuàng)建幾何模型29
3．1 工作平面29
3．2 創(chuàng)建幾何模型31
3．3 創(chuàng)建直線(xiàn)——Line34
3．4 創(chuàng)建圓弧——Arc38
3．5 創(chuàng)建圓——Circle41
3．6 在曲面上創(chuàng)建曲線(xiàn)——CurvesfromSurfaces43
3．7 抽取中性面——MidSurface46
第4章 有限元及有限元求解器——Nastran48
4．1 有限元概要48
4．2 Nastran的模型文件及數(shù)據(jù)卡片50
4．3 Femap與Nastran53
4．4 分析求解控制及Femap的分析集53
4．4．1 分析求解管理器53
4．4．2 啟動(dòng)和使用分析求解管理器55
4．4．3 系統(tǒng)命令及文件管理56
4．4．4 求解控制及求解類(lèi)型58
4．4．5 Nastran的系統(tǒng)命令參數(shù)60
4．4．6 求解診斷61
4．5 BULK數(shù)據(jù)選項(xiàng)61
4．6 模型檢查63
4．7 分析工況及輸出請(qǐng)求63
4．8 分析實(shí)例——懸臂梁的非線(xiàn)性大變形分析68
4．8．1 模型概要68
4．8．2 創(chuàng)建材料69
4．8．3 創(chuàng)建梁?jiǎn)卧臄嗝鎸傩?9
4．8．4 創(chuàng)建幾何模型及劃分網(wǎng)格70
4．8．5 設(shè)定約束及載荷條件73
4．8．6 設(shè)定分析集73
4．8．7 分析結(jié)果后處理概要75
第5章 Nastran的單元76
5．1 單元與節(jié)點(diǎn)76
5．1．1 節(jié)點(diǎn)76
5．1．2 單元77
5．1．3 節(jié)點(diǎn)單元及模型數(shù)據(jù)體系78
5．2 單元概要79
5．3 標(biāo)量單元81
5．3．1 標(biāo)量彈簧82
5．3．2 阻尼單元83
5．3．3 集中質(zhì)量單元84
5．4 線(xiàn)單元86
5．4．1 桿單元86
5．4．2 彈簧單元/粘性阻尼單元87
5．4．3 彈簧單元90
5．4．4 管單元93
5．4．5 彎管及彎梁?jiǎn)卧?4
5．4．6 桁架單元95
5．4．7 梁?jiǎn)卧?8
5．4．8 間隙單元103
5．5 二維單元105
5．5．1 二維單元概要105
5．5．2 二維單元的坐標(biāo)系及節(jié)點(diǎn)106
5．5．3 殼單元的屬性107
5．5．4 板殼單元的材料區(qū)分及形狀110
5．5．5 殼單元的積分點(diǎn)及輸出113
5．5．6 薄膜單元115
5．5．7 純彎單元116
5．5．8 平面應(yīng)變單元116
5．5．9 剪切面板118
5．5．1 0復(fù)合板單元120
5．6 三維實(shí)體單元124
5．7 接觸及連接127
5．7．1 接觸分析概要128
5．7．2 接觸屬性及接觸參數(shù)129
5．7．3 定義接觸域139
5．7．4 定義接觸對(duì)140
5．7．5 自動(dòng)定義接觸142
5．7．6 滑移線(xiàn)接觸142
5．8 焊接及緊固件單元143
第6章 材料屬性148
6．1 材料屬性概要148
6．2 函數(shù)及在材料數(shù)據(jù)中的應(yīng)用153
6．2．1 函數(shù)及材料數(shù)據(jù)中的函數(shù)153
6．2．2 函數(shù)的類(lèi)型153
6．2．3 創(chuàng)建函數(shù)的方法154
6．2．4 函數(shù)數(shù)據(jù)的編輯155
6．2．5 函數(shù)圖形繪圖156
6．3 創(chuàng)建材料數(shù)據(jù)156
6．3．1 材料數(shù)據(jù)參數(shù)156
6．3．2 材料定義中的共同事項(xiàng)158
6．4 各向同性材料160
6．4．1 結(jié)構(gòu)分析及傳熱基本數(shù)據(jù)160
6．4．2 結(jié)構(gòu)分析及傳熱基本數(shù)據(jù)的函數(shù)相關(guān)161
6．4．3 非線(xiàn)性設(shè)定162
6．4．4 蠕變特性設(shè)定163
6．4．5 材料的相變164
6．5 正交各向異性材料164
6．6 各向異性材料165
6．7 超彈性材料167
6．7．1 Mooney-Rivilin應(yīng)變能多項(xiàng)式168
6．7．2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線(xiàn)擬合168
6．7．3 定義超彈性材料170
6．8 超彈性密封材料MATG174
6．9 流體材料175
6．10 傳熱表面材料數(shù)據(jù)176
6．10．1 自由對(duì)流表面?zhèn)鳠?76
6．10．2 強(qiáng)制對(duì)流的表面?zhèn)鳠峒敖橘|(zhì)材料176
6．10．3 輻射傳熱的表面?zhèn)鳠釁?shù)177
6．11 材料數(shù)據(jù)庫(kù)177
6．12 常用的材料數(shù)據(jù)178
第7章 創(chuàng)建網(wǎng)格182
7．1 幾何模型上的網(wǎng)格尺寸及劃分網(wǎng)格182
7．1．1 默認(rèn)尺寸182
7．1．2 曲線(xiàn)上的網(wǎng)格尺寸183
7．1．3 曲面上的網(wǎng)格尺寸185
7．1．4 實(shí)體上的網(wǎng)格尺寸187
7．1．5 對(duì)話(huà)式網(wǎng)格設(shè)定及動(dòng)態(tài)網(wǎng)格劃分189
7．1．6 匹配曲線(xiàn)上的節(jié)點(diǎn)位置191
7．1．7 曲面上的節(jié)點(diǎn)位置及指定網(wǎng)格點(diǎn)193
7．1．8 曲面上的映射網(wǎng)格194
7．2 幾何模型上的網(wǎng)格屬性196
7．2．1 曲線(xiàn)上的網(wǎng)格屬性及劃分網(wǎng)格196
7．2．2 曲面上的網(wǎng)格屬性及劃分曲面網(wǎng)格197
7．2．3 實(shí)體上的網(wǎng)格屬性及劃分實(shí)體網(wǎng)格197
7．3 有效地劃分網(wǎng)格199
7．3．1 抑制微小幾何形狀200
7．3．2 消除微小幾何形狀201
7．3．3 合并微小曲線(xiàn)及曲面202
7．4 直接創(chuàng)建網(wǎng)格204
7．5 拉伸擴(kuò)展．旋轉(zhuǎn)及沿跡線(xiàn)擴(kuò)展曲線(xiàn)單元或單元面204
7．5．1 擴(kuò)展曲線(xiàn)或線(xiàn)單元生成面單元205
7．5．2 擴(kuò)展板單元或單元面生成實(shí)體元206
7．5．3 旋轉(zhuǎn)擴(kuò)展曲線(xiàn)或線(xiàn)單元生成面單元207
7．5．4 旋轉(zhuǎn)擴(kuò)展面單元或單元面生成實(shí)體單元207
7．5．5 沿跡線(xiàn)擴(kuò)展生成面單元或?qū)嶓w元網(wǎng)格208
7．6 網(wǎng)格操作208
7．6．1 既存單元的復(fù)制208
7．6．2 網(wǎng)格的反射復(fù)制209
7．6．3 創(chuàng)建實(shí)體網(wǎng)格209
7．7 抽取中立面和創(chuàng)建網(wǎng)格212
第8章 靜態(tài)分析214
8．1 約束的物理意義214
8．2 自由度及自由度集215
8．3 約束及其定義方法217
8．3．1 約束集及約束管理217
8．3．2 節(jié)點(diǎn)約束218
8．3．3 對(duì)稱(chēng)及反對(duì)稱(chēng)約束219
8．3．4 幾何模型上的約束220
8．3．5 自動(dòng)約束220
8．3．6 多點(diǎn)約束221
8．4 結(jié)構(gòu)形式的多點(diǎn)約束222
8．4．1 剛體單元定義的多點(diǎn)約束222
8．4．2 RSPLINE連接單元223
8．4．3 永久約束223
8．5 載荷及分類(lèi)225
8．5．1 載荷的種類(lèi)225
8．5．2 節(jié)點(diǎn)集中力及扭矩載荷227
8．5．3 節(jié)點(diǎn)強(qiáng)制位移及強(qiáng)制回轉(zhuǎn)載荷228
8．5．4 節(jié)點(diǎn)溫度載荷229
8．5．5 定義節(jié)點(diǎn)集中載荷229
8．6 體載荷233
8．6．1 慣性力載荷233
8．6．2 離心力載荷234
8．6．3 Femap中定義體積載荷235
8．7 單元面上的壓力載荷235
8．8 節(jié)點(diǎn)間的分布載荷236
8．9 非線(xiàn)性傳熱及非線(xiàn)性熱應(yīng)力分析237
8．9．1 瞬態(tài)傳熱與熱應(yīng)力分析237
8．9．2 瞬態(tài)非線(xiàn)性傳熱分析240
8．9．3 非線(xiàn)性彈性熱應(yīng)力分析及結(jié)果概要240
8．10 過(guò)盈配合加熱裝配的模擬分析242
8．10．1 模型概要242
8．10．2 分析結(jié)果考察246
8．10．3 參數(shù)變更考察247
8．11 電子線(xiàn)路板的焊接熱蠕變分析249
8．12 復(fù)合板優(yōu)化設(shè)計(jì)251
8．13 超彈性分析254
8．13．1 模型及功能概要254
8．13．2 材料特性的曲線(xiàn)擬合256
8．13．3 材料本構(gòu)曲線(xiàn)的驗(yàn)證257
8．13．4 曲線(xiàn)擬合階次的考察259
第9章 模型的表示及后處理262
9．1 模型顯示262
9．1．1 模型的表示樣式262
9．1．2 模型畫(huà)面快速切換264
9．1．3 鼠標(biāo)及鍵盤(pán)操作265
9．1．4 模型動(dòng)態(tài)表示及視圖方向266
9．1．5 模型表示選擇267
9．1．6 視窗中顯示的模型數(shù)據(jù)268
9．1．7 畫(huà)面選項(xiàng)268
9．2 創(chuàng)建模型中的幾個(gè)基本項(xiàng)269
9．2．1 坐標(biāo)系269
9．2．2 工作面270
9．2．3 幾個(gè)輔助工具270
9．3 組與層272
9．3．1 組273
9．3．2 分組規(guī)則273
9．3．3 組的復(fù)制274
9．3．4 按邏輯關(guān)系創(chuàng)建組274
9．3．5 層275
9．3．6 創(chuàng)建及修改層275
9．3．7 視圖的組合選項(xiàng)276
9．4 模型數(shù)據(jù)列表276
9．5 分析結(jié)果的處理277
9．5．1 分析結(jié)果集277
9．5．2 節(jié)點(diǎn)列向量278
9．5．3 單元的分析結(jié)果278
9．5．4 分析結(jié)果的顯示模式278
9．5．5 分析結(jié)果集和列向量279
9．5．6 變形表示模式280
9．5．7 云圖表示模式281
9．5．8 云圖表示的快速設(shè)定283
9．5．9 自由體表示284
9．5．10 云圖顯示與收斂性285
9．5．11 XY繪圖286
9．5．12 XY繪圖數(shù)據(jù)286
9．5．13 XY圖形表示屬性的設(shè)定287
9．6 分析結(jié)果的運(yùn)算處理287
9．6．1 分析結(jié)果列向量的定義及充填（Define及Fill命令）288
9．6．2 分析結(jié)果列向量的運(yùn)算處理（Process命令）288
9．6．3 誤差評(píng)估及其使用方法290
9．6．4 評(píng)估誤差的計(jì)算方法291
9．7 分析結(jié)果與載荷的相互轉(zhuǎn)換291
9．7．1 把分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為載荷291
9．7．2 把其他模型的分析結(jié)果轉(zhuǎn)換為載荷292
9．7．3 把載荷轉(zhuǎn)換為分析結(jié)果292
9．8 分析結(jié)果圖形表示設(shè)定示例293
9．8．1 云圖模式及數(shù)據(jù)選擇293
9．8．2 設(shè)定云圖屬性294
9．8．3 單元準(zhǔn)值云圖296
9．8．4 屏幕背景及標(biāo)題297
9．8．5 矢量云圖的表示298
9．8．6 矢量云圖的顯示屬性299
9．8．7 模型尺寸及大小的顯示301
9．8．8 文本（Text）的作成方法302
第10章 模態(tài)分析304
10．1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)基本問(wèn)題304
10．2 模態(tài)分析305
10．3 正則化模態(tài)及有效模態(tài)質(zhì)量306
10．4 求解方法及求解控制308
10．5 固有值分析的輸出及輸出請(qǐng)求310
10．6 框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析311
10．6．1 模型概要311
10．6．2 框架模型的模態(tài)分析及結(jié)果概要313
10．7 慣性釋放自由體的模態(tài)分析317
10．7．1 直升機(jī)模型317
10．7．2 慣性釋放319
10．7．3 分析結(jié)果320
10．8 非線(xiàn)性模態(tài)321
10．8．1 問(wèn)題概要321
10．8．2 創(chuàng)建幾何模型322
10．8．3 創(chuàng)建材料及板單元屬性323
10．8．4 劃分網(wǎng)格324
10．8．5 載荷及約束326
10．8．6 無(wú)載荷條件的模態(tài)分析329
10．8．7 屈曲載荷分析330
10．8．8 彈塑性條件下的模態(tài)分析331
10．8．9 流固耦合界面及其模態(tài)分析334
第11章 振動(dòng)響應(yīng)分析336
11．1 結(jié)構(gòu)振動(dòng)的一般描述336
11．2 質(zhì)量及阻尼337
11．2．1 質(zhì)量337
11．2．2 阻尼337
11．2．3 直接矩陣輸入339
11．3 頻率響應(yīng)分析340
11．3．1 頻率響應(yīng)分析的載荷340
11．3．2 直接頻率響應(yīng)分析（SOL108）342
11．3．3 模態(tài)頻率響應(yīng)分析344
11．3．4 頻率響應(yīng)分析中的頻率范圍及頻率分辨率347
11．3．5 直接頻率響應(yīng)與模態(tài)頻率響應(yīng)的比較349
11．4 瞬態(tài)動(dòng)力分析350
11．4．1 瞬態(tài)動(dòng)力分析的載荷350
11．4．2 直接瞬態(tài)動(dòng)力分析353
11．4．3 模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力分析354
11．4．4 瞬態(tài)分析方法的比較356
11．5 模態(tài)響應(yīng)分析中的物理坐標(biāo)反求法357
11．6 響應(yīng)譜及譜響應(yīng)分析358
11．6．1 瞬態(tài)法動(dòng)力響應(yīng)分析及響應(yīng)譜分析358
11．6．2 譜響應(yīng)分析361
11．7 地震載荷及結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析362
11．7．1 地震載荷362
11．7．2 模型概要364
11．7．3 地震時(shí)間歷載荷及選項(xiàng)364
11．7．4 響應(yīng)譜分析選項(xiàng)（可選）368
11．7．5 直接瞬態(tài)動(dòng)力分析369
11．7．6 模態(tài)瞬態(tài)動(dòng)力分析371
11．8 頻率響應(yīng)分析事例374
11．8．1 頻率響應(yīng)分析的載荷374
11．8．2 模型概要374
11．8．3 譜響應(yīng)分析載荷函數(shù)的定義374
11．8．4 譜響應(yīng)分析約束及勵(lì)振約束的定義376
11．8．5 譜響應(yīng)分析的定義及分析結(jié)果376
第12章 附記378
12．1 其他求解器及CAD數(shù)據(jù)378
12．2 關(guān)于傳熱分析378
12．3 材料非線(xiàn)性分析中的耦合關(guān)系380
12．4 一些特殊單元380
12．5 隨機(jī)響應(yīng)分析381
12．6 復(fù)變數(shù)模態(tài)382
12．7 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)383
12．8 優(yōu)化設(shè)計(jì)SOL200384
12．9 并行處理385
附錄A Femap單元與各種求解器的對(duì)應(yīng)關(guān)系387
附錄B Femap當(dāng)前（V10．01）對(duì)應(yīng)的CAD軟件版本388