基于MSC.Marc二次开发进行粘弹性问题分析

初步探讨基于MSC.Marc的粘弹性问题分析,通过MSC.Marc软件开放式程序接口开发了任意个(n≥2)开尔文模型串联的广义开尔文模型,并通过算例说明了开发的子程序的合理性和可行性。现有文献采用应力张量表示的粘性变形有限元计算式隐含假定了球应力与应力偏量产生的粘性变形规律相同,对于复杂的工程材料而言,这种假定并不总是合适的,这在工程问题粘性分析时值得注意。

基于MSC Patran的飞机结构战伤快速修理程序

为使用模块化方法实现飞机结构战伤的快速修理,以MSC Patran为平台,利用其二次开发语言PCL和模型日志文件,通过自动加载编译函数文件、参数化建模、用户自定义菜单和图形界面、自动提交分析和读取结果等技术,开发飞机结构战伤快速修理程序.使用此程序分析几个典型案例,结果表明该程序不仅能满足多数飞机结构战伤修理的要求,而且可以大大缩短修理时间.

基于MSC.Patran的飞机典型耳片结构强度校核系统设计

建立飞机典型耳片的参数化建模系统,在进行非线性有限元分析结果的同时,也利用工程方法对飞机典型耳片的承载能力进行计算,得到2种典型耳片结构的强度校核结果。文章利用MSC.Patran二次开发功能,通过编译语言加载PCL(PATRAN Command Language)语言函数文件,开发了用户自定义菜单、图形界面和读取结果等功能,从而开发了飞机典型耳片结构强度校核系统。使用此系统对某些典型耳片结构案例进行分析,结果表明该程序不仅能够满足较大范围内的各种飞机典型耳片结构的强度校核要求,而且还可以大大提高飞机设计者的工作效率。

基于MSC.Marc二次开发功能的玻璃析晶研究

玻璃在成形过程中的析晶现象对玻璃的性质有重要影响,利用MSC.Marc软件的二次开发功能研究了玻璃压延成型中的析晶问题,介绍了MSC.Marc软件子程序接口及开发方式。利用经典的尤曼析晶模型,编写了相应的UGRAIN子程序,并进行了算例分析。推测出玻璃成型中析晶温度的大致范围,分析了过冷度与玻璃析晶的关系。为玻璃压延成型工艺参数的优化以及深化玻璃晶化理论的研究提供了依据。

MSC.Patran二次开发在预拉伸消减淬火残余应力中的应用

以MSC.Patran为二次开发平台,以Marc为求解器,充分利用PCL语言批处理命令的功能,通过制定自定义菜单和图形界面,开发了铝合金厚板残余应力分析软件系统,实现了预拉伸消减残余应力过程的前处理(几何建模-网格划分-边界条件施加及淬火残余应力到预拉伸初始条件的映射-材料属性定义)-分析-后处理等一系列工序的自动化和参数化.结果表明:该系统计算结果准确,误差率最大仅为8.5%,使用方便,大大提高了分析效率.

基于MSC.Marc软件二次开发的岩土流变分析

流变是岩土材料的一种重要的力学性质,合理地分析和模拟材料的流变对结构施工期和运行期的变形和应力控制十分重要.由于流变计算较为复杂,目前常需借助一些相关的计算软件来实现.本文首先介绍了流变分析的相关理论,然后以有限元分析的商业软件MSC.Marc为基础,进行二次开发,编制相关的计算子程序,来实现流变计算.以某抽水蓄能电站的堆石坝为算例,根据计算的结果对开发的程序进行了验证,表明开发的程序可以应用于实际工程.

抛物面天线反射面参数化建模与热变形优化分析

为更好地分析卫星在轨运行期间天线主反射面热变形对天线性能的影响,应用PCL,对MSC.PATRAN/NASTRAN进行二次开发,将参数化建模、抛物面拟合、型面精度分析引入有限元计算,并对某大口径复合材料天线主反射面在均匀温度场下的热变形进行了数值模拟,优选出合理的铺层方式,获得了变形后的天线性能指标.研究结果表明:数值模拟探索出适合于在轨卫星天线减少热变形的铺层设计方法,所获变形值、抛物面拟合参数、型面精度误差等结果符合设计要求,为复合材料天线主反射面的设计应用提供了依据,同时解决了通用CAE软件无法预估热变形对天线性能影响的问题.

同时满足刚度和强度约束的框架拓扑优化

基于ICM(Independent Continuous Mapping,即独立、连续、映射)方法,对单元重量、单元许用应力和单元刚度分别引入不同的过滤函数,把0-1型离散拓扑变量转化为[0,1]区间上的连续变量,建立了拓扑变量连续的优化模型。借助满应力准则将应力约束转化为拓扑变量的动态下限,用单位虚载荷法将位移约束显式化,得到拓扑优化的近似显式模型。为了提高模型的求解效率,根据对偶理论求解原问题的对偶模型,通过在对偶空间迭代求解对偶模型得到原模型的解。引入结构非奇异、结构响应不被违背和结构重量不改变三个准则判断迭代收敛,并根据这三个准则自适应的调整折减系数来搜索最佳阈值,然后根据阈值将连续拓扑变量回归为0-1型离散拓扑变量。利用MSC/Nastran的开放性,借助MSC/Patran提供的PCL(Patran Command Language)开发环境,完成了满足刚度和强度的多变量的框架拓扑优化程序。算例结果表明,用ICM方法解决多变量框架拓扑优化问题是快速、有效的。

泡沫夹层结构力学性能的非线性有限元分析

泡沫夹层结构因其较高的比刚度及比强度,在各领域得到广泛应用。但由于泡沫在受力过程中呈现较强的非线性,且相对其它常用材料强度较小,需对泡沫进行材料的非线性分析,才能更准确地判断泡沫夹层结构在应用中所体现的力学性能。本文根据泡沫材料呈现的相关性能,定义了该材料的非线性本构关系,并利用MSC.Marc二次开发用户子程序接口将该本构关系写入,而且引入了针对泡沫材料的三参数广义强度准则,建立了泡沫材料的非线性有限元计算模型。通过铝面板泡沫夹层结构的平拉、平压、剪切实例分析并结合其它分析方法与实验结果进行比较,论证了该泡沫材料非线性有限元模型的准确性,同时证实了广义强度准则在泡沫材料上的适用性,为泡沫夹层结构研究与应用提供了依据。

应力约束下连续体结构拓扑优化的ICM方法

为了研究应力约束下连续体结构拓扑优化问题,利用ICM(independent continuous mapping)方法,对单 元质量和许用应力采用不同的过滤函数,建立了以质量为目标,应力约束下的连续体结构拓扑优化模型．引入 了新的删除准则,利用二分法得到了自适应的删除率,减少了迭代次数,提高了求解效率．在MSC／ Patran&Nastran软件的开发平台上实现了该算法,二维和三维数值算例表明了该方法的可行性和有效性．

PMI泡沫夹层结构的材料非线性分析

根据泡沫材料相关性能数据,定义了该材料的三维非线性弹性本构关系。利用MSC.Nastran600解算器中的用户二次开发程序接口,采用fortran语言将该本构关系写入,建立了泡沫材料的非线性有限元计算模型。采用该模型对铝面板泡沫夹层结构进行了实例分析,并将线性、弹塑性分析结果与实验结果进行了对比,验证了该模型的正确性。

舱口盖参数化建模程序设计

为了快速建立船舶舱口盖有限元模型,进行结构强度分析,针对舱口盖的结构特点和手工建模流程,利用MSC.Patran二次开发技术,设计开发参数化建模程序,有效提高舱口盖结构强度规范校核效率。

港口连续卸船机结构有限元分析中的模型旋转技术研究

针对某系列港口连续卸船机,结合MSC.Patran前后处理器和MSC.Acumen平台实现了该系列卸船机有限元分析的前处理,并将模型旋转方法应用于卸船机有限元分析中,借助该方法从基本模型旋转产生各种工况需要的计算模型,设定载荷和工况后进行批处理分析,避免了手工分析大量重复的前处理工作。

平板加热虚拟试验

针对平板加热工程问题,在MSC.Patran环境中,应用热流计算公式,通过PCL的二次开发,实现了全参数设计的平板加热试验数值仿真,以此进行结构热强度虚拟试验。通过改变灯管与反射板的距离和灯管与试验件表面的距离,计算出平板试验件的表面热流。采用平板加热虚拟试验,可以对石英灯加热装置进行优化设计,为加热器的功率选取、加热器与试验件的距离设定提供理论参考。

平板孔口参数化模型的程序实现方法

针对工程应用中常见的带孔板面构件,在PATRAN平台建立了参数化有限元模型,采用NASTRAN软件进行有限元分析,得到孔口最大应力。结果表明,圆孔直径与圆孔边的最大应力关系密切,圆孔直径增大,圆孔边的最大应力随之增大,当圆孔直径接近平板宽度,圆孔边的最大应力趋于无限大。该结论对于飞机设计人员有着很直观的效果和指导意义。

基于混合模态综合法的耦合分析软件开发

为实现大型复杂航天器结构的有限元动力学分析,运用Patran/MSC Nastran的二次开发语言PCL与DMAP开发基于混合模态综合法的分析软件模块.该软件模块将自编算法无缝嵌入到通用有限元软件中,计算精度和效率较高,可以为不同部门间的协同产品设计提供有效的解决方案.

复合材料厚板结构三维有效弹性常数计算模块化程序

为实现复合材料厚板结构三维有效弹性常数的模块化计算,利用MSCPatran的二次开发语言PCL开发模块化计算程序.针对具有周期性铺层方式的复合材料厚板结构,该程序可自动生成等效后的三维正交各向异性材料.将该程序用于复合材料太阳翼连接架的静力分析,生成连接架各局部复合材料结构的三维正交各向异性材料,得到其在设计载荷下的应变分析结果.有限元分析结果与试验结果比较表明,该程序能有效计算复合材料厚板结构的三维弹性常数,提高复合材料三维建模的效率及可靠性.

复合材料多钉连接数值计算方法研究

为了研究复合材料多钉机械连接特性,对板与螺栓进行受力分析。考虑连接板对螺栓产生的弯曲效应,建立适合于复合材料连接钉载分配的有限元计算方法。并从载荷-位移曲线方面对其进行比较验证。结果表明,相比传统方法,该方法能更精确地反映复合材料连接的实际特征。采用建模方法进一步研究了板与螺栓间的弯矩随厚度变化。最后使用MSC.Pat-ran二次开发语言PCL编制相应程序,使用模块化方法实现本文数值计算方法的快速应用分析。

基于泰勒展开法的结构动力学模糊分析

在对结构动力学进行研究时,为了提高结构设计的可靠性,需考虑结构参数的模糊性。目前工程上的动力学分析往往是基于确定性的研究,这会使得分析结果与实际情况存在着差异,且目前没有专门通用软件来求解含有模糊参数的结构动力学问题,为此本文基于泰勒展开法,运用Patran的二次开发功能,编写PCl函数,建立Patran-Nastran下的结构动力学模糊求解模块,解决在结构设计中遇到的参数模糊性问题。

基于NX Nastran的参数化有限元分析系统开发

为了避免有限元分析过程中重复设计,缩短机械产品设计周期,提高有限元分析软件系统使用效率,对三维模型参数化建模方法和有限元分析方法进行了研究。以计算机辅助工程的二次开发理论为基础,运用NX Nastran模块为有限元分析实现平台,通过Visual Studio 2012使用面向对象的方式编写动态链接库文件嵌入到NX Nastran,实现了基于NX Nastran的参数化有限元分析系统的搭建。以掘进机为系统验证实例,详细的介绍了系统开发设计的具体流程和实现方法,并通过掘进机截割部中心轮的模态分析对该方法的有效性进行了验证。结果表明,基于NX Nastran的参数化有限元分析系统可以实现三维模型到有限元分析模型的精确转换,高效的完成有限元分析过程。