SimOffice之MSC Patran.docx

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SimOffice之MSCPatran

SimOffice之MSCPatran

作者：

MSC.software

2004年9月28日MSC.Software发布了MSC.SimOffice-V2005产品系列，该产品系列将MSC.Software传统的主线产品MSC.Nastran、MSC.Patran、MSC.ADAMS、MSC.Marc、MSC.Dytran及MSC.EASY5等整合在一起，帮助众多用户从容应对多学科、多层面、集成化、跨平台等诸多新的挑战。

MSC.Patranv2005

MSC.Patran是机械CAE分析软件的开放式前后处理平台，它为工程设计、分析和分析结果评估提供完整的三维CAE环境。

MSC.Patran2005具有更加精确多样的CAD几何接口集成系统，更为完善的CAD数据组织和分组功能；高级曲面网格划分功能的进一步加强大大缩短了网格前处理的时间；与各种CAE分析软件MSC.Marc，MSC.Dytran，MSC.Nastran，以及LS-DYNA等交互式接口的进一步提高和完善使得各个领域的分析都变得更加便捷；有限元结果数据分量的合成显示等新功能的加入使Patran2005在结果处理上更易于理解。

具体功能如下：

一、前处理部分

1．支持HP-UX和AIX新的3GB内存的使用，对于处理超大模型更加方便；

2．更好的CAD数据输入接口，根据CAD分层信息自动分组；

3．直接Pro/ENGINEER接口/网格划分，Patran2005直接读入Pro/E模型，不需要做任何的几何修补直接生成网格；Patran2005在输入Pro/E文件的时候，相关的材料数据信息随同输入，从Pro/E输入的材料信息包括以下内容：

材料名称（标准的PTCpart参数）

材料特性（标准的PTCpart参数）

材料参考说明（客户化扩展，使用用户自定义的参数）

4．CAD输出数据接口的扩展

从MSC.Patran2005开始，支持以下的通用几何输出格式：

*Parasolidxmt*IGES*PatranNeutral*STEP203*STEP209*I-DEAS10*ACIS13.0

*VDA*STEP214*CATIAV4.1.9

几何实体的输出类型包括：

线，面和体

如果Parasolid转换文件包含特征，特征同样可以输出。

5．高级曲面网格划分II

适用于CAD数据导入后存在间隙，重叠面，以及小碎面的复杂曲面的几何自动处理和映射式网格快速划分的功能。

II比I有以下功能的提高：

支持硬几何和硬有限元的高级曲面网格划分器

创建具有映射关系的曲面以描述原有的碎面

具有重复多次再划分映射曲面网格的功能

在保证协调的前提下可以分别对映射曲面进行网格划分

保证几何的相关性

支持硬几何和硬有限元

6．MPC编号

在以往版本的Patran中，MPC的编号总是从1开始，总是和Nastran产生的数据文件中的MPC的编号不一致，为了避免这类由于编号不一致引起的警告信息的产生，Patran2005自动从累加后的编号开始记录MPC。

7．载荷和边界条件的显示

对于需要运行大模型的客户，在Patran2005中改变了边界条件和载荷的显示以提高Patran的运行效率。

在以往的版本中，如果一个模型有多个边界条件，删除其中一个，其它的边界条件都会显示出来。

对于小模型，这不是问题，但对于较大模型，这样的显示方式可能会需要一定的显示时间。

现在的2005版，当其中的一个边界条件或载荷删除，不会显示其它的边界条件。

二、有限元分析程序接口更新

（一）MSC.Nastran

1.界面支持MSC.Nastran连接单元CWELD/CFAST单元

全面支持MSC.NastranCWELD和CFAST连接单元的生成，转换和结果后处理，在Patran2005的系统中加入了这两类新的单元类型。

这两类新的单元类型和分组，图形显示/选择，列表和结果处理等功能都无缝集成。

2.刚性单元的提高

MSC.Patran支持Nastran2005新增加的Lagrange刚性单元

对于以下求解类型101，103，105，106，129和新增加的400，都可以通过求解参数支持刚性元工况控制

已有的MPC单元（RBAR，RBE1，RBE2，RBE3，RROD和RTRPLT）新增支持APLHA（热膨胀系数）参数输入

新增加了RBAR1，RTRPLT1和RJOINT刚性单元，其中RBAR1，RTRPLT1也包含新的APLHA系数输入功能

3.DRA/DBALL

MSC.Patran2004r2提供了直接读取NastranDBALL结果文件的功能，但是仅限于静力学分析101，Patran2005将该功能扩展到以下的所有求解类型：

-103模态分析-105线性屈曲分析

-106非线性静力分析-107/110直接/模态复特征值分析

-108/111直接/模态频响分析-109/112直接/模态瞬态响应分析

-200优化分析

4.MSC.Nastran数据文件中保留命名

MSC.Patran在转换成Nastran的bdf文件的时候，可以保留材料和单元特性的名称，同时，在读入Nastran数据文件的时候，同样可以保留同样的材料和单元特性的名称。

5.更好的控制CHBDYG的编号

6.支持PCOMPG

为了研究复合材料结构，MSC.Nastran用新的PCOMPG卡片以跟踪复合材料总体分层的编号，MSC.Patran2005允许用户方便全面地定义和建立PCOMPG模型并且使用Patran熟悉的图形环境来识别复合材料总体层编号。

7.后处理结果命名的统一

在以往的版本中，XDB，DRA和OP2格式的结果读入Patran后，同样的结果命名不同，在2005版中得到了精确的统一。

8.为了在不同机器平台中操作方便，MSC.Patran2005对于MSC.Nastran输出格式op2文件在不同类型的机器上都相互兼容

9.MSC.Nastran允许用户指定缺省的文件名给输出文件，为了节约时间，MSC.Patran2005现在也同样允许使用缺省的文件名，而不是创建或输入新的文件名。

10．系统体系

MSC.Patran2005可以直接通过界面控制Nastran卡片中的执行系统参数，从而控制MSC.Nastran是否输出.MASTER/.DBALL文件

11．K6ROT

MSC.Nastran2005改变了K6ROT旋转刚度的定义，为了和MSC.Nastran的最新版本保持一致，MSC.Patran2005也相应做了修改。

12．Nastran数据文件读入写出都支持双精度

为了帮助用户更为精确地与Nastran数据文件之间建立关联，MSC.Patran2005在输入和写出Nastran以下一些元素的过程中保证有效位数不变：

节点坐标，MPC系数，坐标系数

（二）SOL600功能加强

a.刚性接触体后处理

在早期的版本中，我们使用刚性几何定义基于NURB定义的刚性体，但是在后处理时看不到刚性体，在MSC.Patran2005的后处理中可以用Plot/Erase选择是否显示。

b．界面支持MATIVE和MATTVE的输入

Patran2005现在支持SOL600中的粘弹性材料特性，单元149，151和152支持垫圈特性。

c．新的加载功能

MSC.Patran2005提供多步加载计算非线性模态和非线行屈曲，可以在两个载荷步之间插入增量步。

d．时时工作状态监控

MSC.Patran2005可以更好的监控仿真过程，监控窗口的信息可以随着进程的推进不断更新，这一功能既可以在当地也可以在远程实施。

用户可以通过它杀死进程，如果用户使用分析管理工具，就可以使用AM来管理递交和监控任务。

e．支持初应力和初始塑性应变

用户可以在Patran中创建轴对称模型，在Marc中运行，然后再通过Patran将计算结果作为初始条件加在3D模型上。

作为功能的提高，用户可以选择变形的结果图形直接进行网格重划分。

（三）MSC.Marc接口

1．动画/结果接口性能提高

直接通过t16/t19格式的文件读入MSC.Marc结果得到了优化

根据模型规模的不同在接口的速度上有超过90%的速度的提高

在Patran的QuickPlot中动画的效果有显著的提高，同时可以达到和Mentat同样的动画效果类型

作动画时的色谱和范围基于每一幅动画各自的最大和最小值自动设置（缺省）

性能的改进是基于单元节点的结果

2．螺栓连接模型定义：

Tying69，85，86，87

MSC.Marc2005新增加了一种新型的考虑预紧力的MPC螺栓铆钉连接单元，Tying69可以直接在单元应用的MPC中定义。

Tying85，86，87MPC支持热传导分析中的壳壳，壳体连接。

3．更加完善的接触支持

为了更加有效地支持Marc，新支持了以下的接触功能：

二次单元，坐标系转换，速度逼近，检测接触对各自位置，刚体耦合接触更新

4．DDM

Patran2005以往是通过创建多个数据文件来进行域分解计算，现在Patran允许创建一个数据文件，以节约进程时间

5．表格输入

使用子工况时域非常麻烦。

Patran2005支持表格输入，取代原有的用户子程序，可以使用表格形式更加方便的输入以下信息：

材料，接触，载荷工况选择，载荷与边界条件

6．材料支持

MSC.Patran2005支持以下输入卡片

新增的Hill/barlat，粘塑性，Chaboche硬化，粉末，土壤，结晶颗粒，断裂，损伤，粘弹性更新，形状记忆合金，超弹性，蠕变更新，成型极限，失效更新，塑性更新

7．载荷

以往无法直接在轴对称壳上加压强载荷，现在可以直接在一维单元上加压强，适用于以下载荷：

1d压强，CID分布载荷

8．初始应力分布

从其它分析软件得到初始应力和初始应变的计算结果，可以直接作为Marc分析的初始条件加载。

9．RBE3的提高

MSC.Nastran支持的RBE2和RBE3刚性单元完全加入了Marc2005中，同时Patran2005也完全支持该功能

（四）MSC.Dytran接口：

对于Patran2005，支持80%以上MSC.Dytran求解器的功能，包含Dytran2005新增的流固耦合功能。

其它的功能增强包括：

输出请求支持加速度ACC工况控制，文件管理IMMFILE

（五）ABAQUS接口：

1．支持垫圈单元

ABAQUS接口支持垫圈单元类型

链接，轴对称，二维和三维的垫圈单元类型新增了损伤和弹塑性模型特性，这些单元特性可以随位移和温度变化\

2．输入文件功能更新：

-新增支持*FILMKeyword

-新增支持*NCOPY和*ELCOPY

-生成节点和单元

-新增支持预紧力部件

-新增支持新的ABAQUScpeg一般平面应变单元

-新增支持实体截面堆栈方向

-新增支持壳截面偏置平移

3．支持DS3/DS6

在Patran对ABAQUS热分析接口中，新增两种DS3和DS6拓扑单元类型

（六）LS-Dyan接口：

Patran2005新增了以下对LS-Dyna的接口：

INITIAL_VELOCITY，CONSTRAINED_NODE_SET，

DATABASE_CROSS_SECTION_OPTION，DEFINE_BOX

HOURGLASS，DATABASE_BINARY_OPTION

初始穿透检测，单元质量检查工具，性能提高，DEFINE_TABLE，最小步长检测，免除LS-Dyna结果转换器，CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL

（七）MSC.PatranThermal

1．随时间变化的空间场

2．周围环境的辐射选项

3．新的电阻器视角系数计算

4．视角系数显示

5．热流图输出

三、后处理的提高

1．分量合成图

以往版本的Patran只能在后处理中单独显示各个分量（xx,yy,zz）的分量图或是所有分量的合成图，为了使得用户更为方便地看后处理结果，新版本的Patran可以选取任意分量显示它们的合成结果。

-生成合成矢量标记图（力和应力）

-附加的力和应力合成组合选想

-XX，YY，ZZ，XX+YY，YY+ZZ，ZZ+XX，XX+YY+ZZ

2．标量标记工具

这种新的标量标记工具可以显示节点和单元的标量结果，由于使用了更好的硬件加速和内存管理功能，使得后处理更加快速。

这一功能是从Patran的Insight功能中移植到Result中的，使得后处理更为直接。

该工具主要有以下功能：

标量标记可以基于标量数值分色显示，放大显示；

标量标记的显示可以分布在模型的不同位置；

节点，单元的表面，边缘和中心点，模型的中心点都可以用标量标记工具

3．QuickPlot动画显示

MSC.Patran2005以往的版本在QuickPlot动画显示中有以下的一些限制：

一次只能做一个动画

动画仅限于单结果工况

当选多个工况时动画无法显示

动画只是虚拟的动画

显示单元节点的动画时，显示速度比较慢

MSC.Patran2005使得用户在动画显示时变得快速有效，功能也有进一步提高：

选择多工况结果

对于单元节点结果的动画显示速度加快，效率提高

动画后处理的速度在数量级上有显著提高

动画过程中数据量大大缩减

附加的色谱和范围的控制

“恒定的色谱范围”选项

MPEG文件的生成（二维动画和预览功能是其它选项）

对于Marc的后处理动画显示可以做到网格完全自适应

4．结果标题编辑

MSC.Patran2005可以通过新的功能界面交互式地编辑和控制后处理的标题。

（end）