利用穩健的非線性功能模擬現實

競爭激烈的市場迫使制造商比以往更快地創新并推出更新、更好的產品。因此，為了降低成本并減少不確定性，仿真工作需要更早的被引入到開發周期中。由于傳統的CAE解決方案專注于特定學科，因此用戶必須使用多種產品來實現其設計目標，從而導致仿真時間延長并增加潛在的出錯可能性。

MSC Nastran 是全球制造商使用的先進求解器，MSC Nastran 提供單一的集成解決方案，可解決各種類型仿真問題，包括線性和非線性靜力學、非線性動力學、熱力學、熱固耦合分析和轉子動力學等。其模塊化封裝允許用戶根據自己的需求調整可用功能，從而提供經濟高效的分析解決方案。

MSC Nastran 高級非線性模塊提供隱式非線性功能解決具有挑戰性的問題，并具有單個求解器的額外優勢，包括減少訓練工作和提高生產率。您可以通過考慮非線性的所有可能來源，即幾何非線性、材料非線性和邊界條件非線性，包括接觸，達到準確模擬現實的目的。

材料非線性

• 非線性彈性
• 超彈性 (橡膠彈性)
• 粘彈性
• 蠕變
• 溫度相關屬性
• 復合材料
• 形狀記憶合金材料
• 墊片材料

客戶化定義

用戶定義的服務 （UDS） 功能為用戶提供了一種機制，在 MSC Nastran 中利用客戶的自定義子程序。UDS可用于創建自定義的單元類型、材料、接觸定義、與CFD的協同仿真等。

接觸分析

當考慮高柔性部件或由多個部件組成的結構裝配時，漸進式變形可能會產生部件自身或部件與部件之間接觸的可能性。模擬這些不同部件之間的精確相互作用需要強大的接觸算法，因為這些分析可能是計算密集型的、并且高度非線性，具體取決于材料和變形的大小。

MSC Nastran通過其獨特的功能提供卓越的接觸解決方案：

• 直觀、易于設置，無需事先確定接觸區域
• 更快的預處理，自動檢測接觸區域
• 通過使用 NURBS 提高準確性
• 支持接觸類型：解析剛體定義
• 減少工作量，無需對剛體進行網格剖分
• 為提高精度，最先進的段間接觸檢測
• 支持 1D、2D 和 3D 單元，以提高靈活性

不同單元類型之間接觸定義，實體單元、殼和梁之間的力矩傳遞，提高精度，更利于建模。

對于裝配體建模，通過使用接觸對輕松定義多個部件交互。

分析鏈定義

結構通常承受跨多個學科的載荷，為了提高準確性，考慮所有這些學科至關重要。在專注于單一學科的求解器中，多個學科之間的鏈接、數據傳遞可能效率低下且繁瑣。

使用MSC Nastran，用戶可以對各種學科的影響進行建模。支持功能包括：

• 基于結構的非線性平衡狀態進行線性的擾動分析
• 支持多種擾動分析，包括線性靜力學、模態分析、屈曲分析、直接和模態法頻響分析、直接和模態法復特征值分析、模態法瞬態響應分析、靜態氣彈性分析和顫振分析
• 鏈式熱-結構分析（熱分析后，進行單獨的應力分析）

復合材料應力-失效分析

復合材料結構的設計和測試既昂貴又耗時。MSC Nastran 可以輕松建模和分析復合材料，從而幫助您分析層壓板中每層的應力/應變響應，并了解結構的失效行為

我們提供的工具是任何常見類型的復合材料的理想選擇，包括聚合物基體，金屬基體，陶瓷基體，碳基體等。此外，量化損傷和失效預測的能力有助于提高復合材料產品的安全性。

使用MSC Nastran，用戶可以對各種學科的影響進行建模。支持功能包括：

• 對線性或非線性響應的任何可能的疊層配置進行應力分析
• 可能與溫度相關的材料屬性
• 選擇最適合您應用的元件，包括殼、實心殼和實心（連續）元件
• 多種復合材料失效標準可供選擇，包括最大應力、最大應變、希爾、霍夫曼、蔡武、哈希、帕克、哈希膠帶或哈?？椢?/li>
• 復合材料的漸進式失效分析，以分析材料完全降解后的結構行為
• 用于抗裂紋生長和裂紋擴展研究的虛擬裂紋閉合技術
• 使用內聚力模型法界面單元來進行分層模擬分析，適用于各項同性材料和復合材料結構

熱分析和熱固耦合分析

因為需要考慮結構性能的溫度變化，熱分析在使用方面僅次于結構分析。MSC Nastran 提供了一套完整的功能來解決您的熱問題，支持非線性和溫度相關的屬性。

熱變化通常會影響結構響應，反之亦然，需要進行耦合分析以更好地理解物理場。例如，制動系統中的摩擦會產生熱量，溫度梯度可能導致翹曲，而翹曲反過來又可能是不必要的噪音的來源。MSC Nastran 幫助您可以在單個模型中仿真多個物理場，使工程師能夠同時仿真結構荷載和熱荷載的相互作用。

• 考慮所有傳熱模式的熱分析（傳導、對流和熱輻射）
• 更高效的計算輻射視角系數
• 穩態和瞬態傳熱分析
• 與溫度相關的材料特性，可提高精度
• 線性和非線性材料屬性，用于更好地表示行為
• 熱接觸，允許在組件之間傳遞熱量
• 以溫度為初始條件執行熱應力分析
• 熱和結構行為的耦合
• 包含摩擦和內部塑性發熱

功能：

• 支持材料模型包括彈性塑性、超彈、形狀記憶合金、復合材料、溫度依賴性等
• 將多個分析鏈接在一起，形成一個模型的多學科分析
• 執行瞬態和穩態傳熱分析
• 執行耦合和非耦合熱結構分析
• 利用針對性能和精度而優化的先進求解器
• 在共享和分布式內存計算機上實現并行處理
• 觀察非線性材料的損壞和失效
• 監測先進復合材料的分層和漸進性失效
• 使用針對非線性分析優化的 1D, 2D and 3D 單元
• 應用粘接接觸方式易于模擬約束應用
• 粘接接觸聯接不同網格
• 執行熱接觸，在各種組件之間實現精確的熱傳遞

高性能計算

隨著仿真使用的增加，模型規模和仿真數量都在增加。然而，更嚴格的時間限制意味著這些分析需要更快地運行。為了應對這一挑戰，MSC Nastran通過在多個方面提升解決問題能力，繼續證明其在高性能計算（HPC）計算方面的領導地位。

• 更快、更高效的直接和迭代稀疏求解器
• 高效利用系統資源，包括 GPU 設備，以提供額外的浮點計算能力
• 并行求解器，可在分布式和共享內存系統上為您提供更快的求解時間

帶給企業的益處：

• 方便地從線性分析過渡到非線性分析，以提高生產率
• 將一個求解器用于多個學科，同時降低培訓成本
• 利用穩健的求解器提高非線性分析的精度
• 通過多學科集成提高仿真的準確性
• 利用 MSC Nastran 的膠粘接觸功能，節省大型模型中重新劃分網格和對齊不同網格的時間