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7.2设计灵敏度分析设计灵敏度分析是优化设计的重要一环,可成倍地提高优化效率。这一过程通常可计算出结构响应值对于各设计变量的导数,以确定设计变化过程中对结构响应**敏感的部分,帮助设计工程师获得其**关心的灵敏度系数和比较好的设计参数。灵敏度响应量可以是位移、速度、加速度、应力、应变、特征值、屈曲载荷因子、声压、频率等,也可以是各响应量的混合。设计变量可取任何单元的属性如厚度、形状尺寸、面积、二次惯性矩或节点坐标等。在灵敏度分析的基础上,设计优化可以快速地给出比较好的设计变量值。MSC.NASTRANV70中增加的新功能,采用共轭灵敏度分析代替直接的灵敏度分析,使解决诸如几十万个以上自由度,几百个参与频率,并考虑上百个设计变量的多种工况组合的动力响应优化成为现实。合肥MSC软件-cradleROMAX支持从概念设计到详细设计的无缝转换功能。

5.5非线性瞬态分析非线性瞬态分析可用于分析以下三种类型的非线性结构的非线性瞬态行为。考虑结构的材料非线性行为:塑性,VonMises屈服准则,Tresca屈服准则,Mohr-Coulomb屈服准则,运动硬化,Drucker-Prager屈服准则,各项同性硬化(isotropichardening),大应变的超弹性材料,小应变的非线性弹性材料,热弹性材料(Thermo-elasticity),粘塑性(蠕变),粘塑性与塑性合并。几何非线性行为:大位移,超弹性材料的大应变,追随力。包括边界条件的非线性行为:结构与结构的接触(三维滑移线),缝隙的开与闭合,考虑与不考虑摩擦,强迫位移。

水弹性流体单元法该方法通常用来求解具有结构界面、可压缩性及重力效应的***流体问题。水弹性流体单元法可用于标准的模态分析、瞬态分析、复特征值分析和频率响应分析。当流体作用于结构时,要求必须指出耦合界面上的流体节点和相应的结构节点。自由度在结构模型中是位移和转角,而在流体模型中则是在轴对称坐标系中调和压力函数的傅利叶系数。类似于结构分析,流体模型产生"刚度"和"质量"矩阵,但具有不同的物理意义。载荷、约束、节点排序或自由度凝聚不能直接用于流体节点上。虚质量法虚质量法主要用于以***-固耦合问题的分析:结构沉浸在一个具有自由液面的无限或半无限液体里。容器内盛有具有自由液面的不可压缩液体。以上二种情况的组合,如船在水中而舱内又装有不充满的液体。用结构单元来描述,这个模型可以是一边或二边被同一液体或不同液体所浸润。忽略液面重力效应。这种近似处理对于结构频率高于液体晃动频率是有效的。该分析假设液体密度是常量(无层间变化),流体是无旋的(无粘性),并且是稳定的(如同空气动力中一样),同时是线性的。ActranAcoustics是Actran软件系列的入门模块，它既可以单独使用，又是其它高级配置的基础模块。

5.6非线性单元除几何、材料、边界非线性外,MSC.NASTRAN还提供了具有非线性属性的各类分析单元如非线性阻尼、弹簧、接触单元等。非线性弹簧单元允许用户直接定义载荷位移的非线性关系。非线性分析作为MSC.NASTRAN的主要强项之一,提供了丰富的迭代和运算控制方法,如Newton-Rampson法、改进Newton法、Arc-Length法、Newton和ArcLength混合法、两点积分法、Newmarkβ法及非线性瞬态分析过程的自动时间步调整功能等,与尺寸无关的判别准则可自动调整非平衡力、位移和能量增量,智能系统可自动完成全刚度矩阵更新,或Quasi-Newton更新,或线搜索,或二分载荷增量(依迭代方法)可使CPU**小,用于不同目的的数据恢复和求解。自动重启动功能可在任何一点重启动,包括稳定区和非稳定区。MSC软件设计开发公司合作。上海现代化MSC软件-nastran

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分析功能

4.1NASTRAN动力学分析简介MSC.NASTRAN的主要动力学分析功能如:特征模态分析、直接复特征值分析、直接瞬态响应分析、模态瞬态响应分析、响应谱分析、模态复特征值分析、直接频率响应分析、模态频率响应分析、非线性瞬态分析、模态综合、动力灵敏度分析等。

4.2正则模态分析用于求解结构的自然频率和相应的振动模态,计算广义质量,正则化模态节点位移,约束力和正则化的单元力及应力,并可同时考虑刚体模态。具体包括:a).线性模态分析又称实特征值分析。实特征值缩减法包括:Lanczos法、增强逆迭代法、Givens法、改进Givens法、Householder法、并可进行Givens和改进Givens法自动选择、带Sturm序列检查的逆迭代法,所有的特征值解法均适用于无约束模型。b).考虑拉伸刚化效应的非线性特征模态分析,或称预应力状态下的模态分析。

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