Patran前处理 & Nastran计算

Modeling

Solidworks建立好的模型导出为.x_t格式

How To Convert Solid To Surface Body In SolidWorks - YouTube

抽壳：将Solid 转换成Surface：

Delete Face
Offset

Patran中进行网格划分—>材料属性设置—>边界条件和负载设置，得到bdf文件
Nastran利用bdf文件进行进行求解

Patran

Preferences —> Geometry 单位制 inches/m/mm，不同的单位下材料特性的尺度会有所不同

eg(钢板): E = 210GPa，$\rho = 7860 Kg/m^{3}$
常用的是mm制：

Elastic Modulus/Shear Modulus：(210000)MPa/(83000)MPa
Poisson Ratio(0.25)：注意设置了E和G后，Poisson Ratio会自动计算(根据钢板算例测试出来的)
Density：(7.8599998E-09) $Mg/mm^3$
$Kgf \cdot s^{2} /mm^{4}$ $(Kg/m^{3} =kgf \cdot s^{2}/m^{4})$ $(1Kgf = 9.8N = 9.8 Kg \cdot m/s^{2})$

patran中数据的输入输出单位 - 百度文库

$1Mg = 10^{3}Kg= 10^{6}g=10^{9}mg$

Mode Frequency

—>生成 bdf

File —> New —> *.db
Menu —> Preferences —> Geometry —> 1000.0 (Millimeters) —> Apply
File —> Import —> *.x_t —> Apply (Display —> Smooth Shade)
Meshing —>(RHS) Mesh —> Solid —>(Main window) select solid —> Automatic Calculation —> Apply
Properties —> Isotropic —>(RHS) Material Name —> Input properties (Elastic Modulus: 210000MPa, Shear Modulus: 83000, Density: 7.86E-09 Kg/m^3) —> Apply
Properties —> Solid —> Propert Set Name —>(RHS) Input properties —> Mat Prop Name select gangban(Material Name) —> Select Application Region —>(Main window) select solid —> Add —> Apply
Analysis —> Solution Type —> NORMAL MODES —> Solution Type —> Solution Parameters —> Results Output Format(XDB or OP2) —> Subcase —> Subcase Parameters —> Number of Desired Roots : 20 —> Apply Run nastran —> Get .bdf

Frequency Response Function

在Nastran动力学如频率响应和瞬态响应计算中，有模态法和直接法两种计算方法

File —> New —> *.db
Menu —> Preferences —> Geometry —> 1000.0 (Millimeters) —> Apply
File —> Import —> *.x_t —> Apply (Display —> Smooth Shade)
Meshing —>(RHS) Mesh —> Solid —>(Main window) select solid —> Automatic Calculation —> Apply
Properties —> Isotropic —>(RHS) Material Name —> Input properties (Elastic Modulus: 210000MPa, Shear Modulus: 83000, Density: 7.86E-09 Kg/m^3) —> Apply
Properties —> Solid —> Propert Set Name —>(RHS) Input properties —> Mat Prop Name select gangban(Material Name) —> Select Application Region —>(Main window) select solid —> Add —> Apply

mesh —> Properties create —> set properties for solid 一样的步骤

之后：
直接法：约束—> 非空间场(频率范围？) —> 时间依赖的工况 —> 载荷 —> 分析

Loads/BCs —> Nodal —> Displacement Constraint —> (RHS)New Set Name —> Input Data —> T1 T2 T3 R1 R2 R3 all is 0 (全约束) —> OK —> Select Application Region —> Select FEM —> 一条边上的点 Node —> Add —> OK —> Apply
Loads/BCs —> LBC Fields 选第一排第一个 —> (RHS) 非空间场Non Spatial + Tabular Input —> Field Name —> Table Definition select Frequency —> Input Data —> f-1 2e1 1 | f-2 1e3 1 —> OK—> Apply
Loads/BCs —> Load Cases —> Type: Time Dependent —> Load Case Name —> Input Data —> Select Individual Loads/BCs —> 选择之前设置的约束 —> OK —> Apply
Loads/BCs —> Nodal —> Force —> New Set Name —> Input Data —> F1 F2 F3 < 0 0 1> 要看自己的力方向设置 —> 同行Time/Freq. Dependence 选择非空间场 —> Select Application Region —> FEM select nodes —> Add —> OK —> Apply
Analysis —> Solution Type —> FREQUENCY RESPONSE —> Formulation Direct 直接法 —> Solution Type —> Solution Parameters —> Results Output Format(XDB or OP2) —> Subcase —> 选择自定义时间依赖的case —> Subcase Select —> Apply Run nastran —> Get .bdf

nastran算不出来

模态法：

Loads/BCs —> Nodal —> Displacement Constraint —> (RHS)New Set Name —> Input Data —> T1 T2 T3 R1 R2 R3 all is 0 (全约束) —> OK —> Select Application Region —> Select FEM —> 一条边上的点 Node —> Add —> OK —> Apply
Loads/BCs —> LBC Fields 选第一排第一个 —> (RHS) 非空间场Non Spatial + Tabular Input —> Field Name —> Table Definition select Frequency 非空间场
1. 与压力有关的数据 p —> Field Type: Real —> Input Data —> f-1 2e1 1 | f-2 1e3 1 —> OK—>
2. 与集中力有关的数据 f —> Field Type: Complex —> Input Data —> row1 2e1 1 -4.5e1 | row2 1e3 1 -4.5e1 —> OK—>
Loads/BCs —> Load Cases —> Type: Time Dependent —> Load Case Name —> Input Data —> Select Individual Loads/BCs —> 选择之前设置的约束 —> OK —> Apply
Loads/BCs —> Element Uniform —> Pressure —> New Set Name —> Input Data —> 压力+集中力载荷
1. Pressure: -0.3 —> 同行Time/Freq. Dependence 选择非空间场 p —> Select Application Region —> 节点全选—> Add —> OK —> Apply
2. F1 F2 F3 < 0 0 1> 要看自己的力方向设置 —> 同行Time/Freq. Dependence 选择非空间场 —> Select Application Region —> FEM select nodes —> Add —> OK —> Apply
Analysis —> Solution Type —> FREQUENCY RESPONSE —> Formulation Modal 模态法 —> Solution Type —> Solution Parameters (Mass Calculation: Coupled) —> Results Output Format(XDB or OP2) —> Subcase —> 选择自定义时间依赖的case —> Subcase Select —> Apply Run nastran —> Get .bdf

共节点

Nastran

如何用matlab被nastran给整的明明白白 PART 1 KNOW YOUR ENEMY——.bdf文件 - 知乎 (zhihu.com)

Nastran的Python库：Welcome to pyNastran’s documentation for v1.3! — pyNastran 1.3 1.3 documentation (pynastran-git.readthedocs.io)

Debug: Nastran Error List 1. | PDF

D:\Software\Nastran\Nastran_install\bin\nastranw.exe *.bdf

bdf文件

输出文件格式：PARAM POST 0

POST 0 不输出op2文件
POST,-1 生成 OP2 文件，但不包含几何数据
POST,1 生成 OP2 文件，并包含几何数据
POST,2 生成 OP2 文件，并包含几何数据和优化数据. (在卫星算例中需要改成POST 2，但是在折叠翼算例中只需要POST 1 即可，可能是版本不同的原因)

输出节点定义：SET xxx= 节点编号

比如定义11个节点， SET 1 = 118,237,255,381,416,446,521,556,587,728,827

Material ID 是材料的唯一标识符，用于在 BDF 文件中定义材料的属性。包括弹性模量、泊松比、密度等
MAT1 1 2.1+11 .3 7800. 材料ID1，弹性模量E，泊松比nu，密度rho
修改材料属性：

material_id = 1
if material_id in bdf_model.materials:
    material = bdf_model.materials[material_id]
    print(f"材料 ID {material_id} 的属性: {material}")
    material.E = 3.0e11  # 修改弹性模量

Properties 是单元属性的定义，用于描述单元的几何和材料特性。单元类型、厚度、材料 ID 等
PSHELL 1 1 .01 属性ID1，引用材料的ID1，厚度0.01m
修改单元属性：

property_id = 1
if property_id in bdf_model.properties:
    property = bdf_model.properties[property_id]
    property.t = 0.02  # 修改厚度
    print(f"属性 ID {property_id} 的定义: {property}")
    print(f"引用的材料 ID: {property.mid}")  # 获取属性引用的材料 ID

阻尼表
TABDMP1 ID TYPE F1 G1 F2 G2 ... FN GN

ID：阻尼表的唯一标识符（整数）。
TYPE：阻尼类型，通常为 G（模态阻尼比）。
F1, F2, …, FN：频率值（Hz）。
G1, G2, …, GN：对应频率的阻尼比。

在模态分析（如 EIGRL 或 EIGRA）中，通过 SDAMPING 参数引用定义的阻尼表。
EIGRL SID V1 V2 ND MSGLVL MAXSET SHFSCL NORM

Simcenter Nastran Basic Dynamic Analysis User’s Guide

Question

nastran没有输出指定的op2文件 —> 取消勾选HDF5格式输出
nastran无法得到运行结果：
- 内存不足，在log中有OPEN CORE Allocation Failed Nastran求解只有log文件没有结果如何解决-百度经验 —> D:\Software\Nastran\Nastran_install\conf\NAST20200.rcf修改 memory 为0.4*physical

卫星算例.bdf

不同结构参数生成结构特征量FR

file

$ Elements and Element Properties for region : Shear_Panels
PSHELL   1       1      .003     1               1

- 36  行 .003 Shear_Panels 厚度 theta5 --> P1
- 429 行 .002 Central_Cylinder 厚度 theta3 --> P2
- 666 行 .001 Adapter 厚度 theta2 本来应该是密度2.7 --> P3
- 723 行 .002 Upper_platform 厚度 theta6 --> P4
- 864 行 .001 Lower_platform 厚度 theta4 --> P5
- 还有一个不用修改的P6 是 Navigation_Platform：一个实现导航功能的平台
- 1020行 7.   mat_N 弹性模量  theta1   
- 1023行 7.   mat_CC 弹性模量  theta1  
- 1026行 7.   mat_L 弹性模量  theta1  
- 1029行 7.   mat_SP 弹性模量  theta1   
- 1032行 7.   mat_U 弹性模量  theta1  
- 主弹性模量不包括 mat_A 适配器的材料属性

主弹性模量$\theta_1$ 70Gpa，
主密度 $\theta_2$ ，密度2.7x $10^{3} kg/m^{3}$ (英文论文) or 适配器厚度 1mm(本 1)
中心筒厚度$\theta_3$ 2mm
底板厚度 $\theta_4$ 1mm
剪切板厚度$\theta_5$ 2mm
顶板厚度 $\theta_6$ 2.5mm

FEA二次开发(Python)

Ansys:

Ansys与Python：r/ANSYS —- Ansys with Python : r/ANSYS
PyAnsys — PyAnsys

Nastran:

Welcome to pyNastran’s documentation for v1.3! — pyNastran 1.3 1.3 documentation (pynastran-git.readthedocs.io)

PyNastran 项目代码

pynastranGUI 支持对有限元模型和仿真结果的可视化，支持的模型文件格式：

Other

打开MBT

Model Browser Tree : toggleModelTree() in command

FE & Blender

可否指教一下blender如何渲染abaqus求解文件odb？

odb写个脚本导出obj文件，然后导进blender一张张渲染就好

QiYun

Pa&Nastran