Презентация на тему Семинар NAS101. MSC.Nastran 5

в MSC.NASTRAN
Диагностирование ошибок
Основные виды проверок
Практика моделирования
Жесткие (RIGID) элементы

и граничные условия, задаваемые уравнением (MPC)
Симметрия

по какой-либо степени свободы.

Матрица жесткости не может быть

обращена, если она сингулярна

Некоторые примеры сингулярности:
Возможность движения модели как твердого тела
Соединение элементов с различным числом степеней свободы
Некорректная перекрестная связь степеней свободы

Сингулярности и механизмы

условия должны быть заданы таким образом, чтобы все 6

форм движения «твердого тела» были зафиксированы.

Движение твердого тела Адекватные закрепления

распространенная ошибка: не сшитые сетки (процедура ‘Equivalence’ в MSC.PATRAN

или в любом другом препроцессоре).
В этом случае сетки не связаны между собой – возникает сингулярность

автоматически
Запись секции Bulk Data - PARAM,AUTOSPC,YES указывает программе

на необходимость автоматического приложения SPCs к этим сингулярностям
PARAM,AUTOSPC,YES применяется по умолчанию для большинства типов анализа.

GRID 99

Hexa Элемент

GRID 99

Составляющие жесткости

GRID 99 Stiffness Terms

Hexa Element

GRID 99

Составляющие жесткости

Успешное исключение нулевых компонент жесткости

Solid Bar

Hexa Элемент

Bar Элемент

GRID 99

No Elimination of Solid Element Zero Stiffness terms

Нет исключения нулевых компонент жесткости Solid элемента

Hexa Элемент

Bar Элемент

GRID 99

No Elimination of Solid Element Zero Stiffness terms

Комбинированные компоненты жесткости

Нет исключения нулевых компонент жесткости Solid элемента

Hexa Элемент

Bar Элемент

GRID 99

3 Механизма !!!

Hexa Элемент

Bar Элемент

GRID 99

Manual SPC
MPC’s (later)
Rigid Links (later)

Варианты решения:

Задать SPC вручную
Задать MPC’s (будет рассмотрено ниже)
Приложить жесткие связи (будет рассмотрено ниже)

GRID 106
CQUAD4

T1,R1

T3

T2,R2

R3 = 0.0

GRID 106

GRID 106 жесткость

GRID 106 Stiffness
2 CQUAD4’s








Возможны механизмы !

R3

GRID 106 жесткость

Возможен механизм !

Non Linear usage
PARAM,SNORM, angle
Recommended



2 *

угол

Варианты решения:

Не рекомендуется для использования в нелинейных расчетах

Рекомендуется

К (где К- жесткость)

Угол

Все векторы в пределах угла усредняются

точек. Данная таблица должна быть внимательно проверена на предмет

потенциальных сингулярностей
Коэффициент жесткости по умолчанию = 1.0E-8

G R I D P O I N T S I N G U L A R I T Y T A B L E POINT TYPE FAILED STIFFNESS OLD USET NEW USET ID DIRECTION RATIO EXCLUSIVE UNION EXCLUSIVE UNION 1 G 6 0.00E+00 B F SB SB 2 G 6 0.00E+00 B F SB SB 3 G 6 0.00E+00 B F SB SB 4 G 6 0.00E+00 B F SB SB

скалярных точек в конечноэлементной модели как члены одного набора

перемещений (displacement set). Этот глобальный набор (Global set) называется g-set а соответствующий набор перемещений известен как Ug.
[Kgg] должна быть несингулярной, чтобы уравнение можно было решить. Чтобы достичь отсутствия сингулярности матрицы, пользователь должен определить независимые поднаборы (subsets) набора {ug}, на которые будет разделен в процессе приведения матрицы Например:
um Степени свободы, исключаемые граничными условиями MPC us Степени свободы, исключаемые граничными условиями SPC Исключение М и S наборов (sets) даст набор F (free - свободный), который обычно и решается, чтобы получить неизвестные перемещения.
Для более подробной информации о наборах перемещений смотри Приложение B - MSC.Nastran Quick Reference Guide и MSC.NASTRAN Linear Static Analysis Users’ Guide.

Распечатка AUTOSPC (продолжение)

таблицу сингулярностей узлов
Таблица может быть очень большой и, тем

самым, скрыть в себе реальную проблему
Можно распечатать «недозакрепленные» степени свободы в .pch файл:
PARAM,SPCGEN,1 PARAM,CHEKOUT,yes
А далее избирательно использовать в модели сгенерированные записи SPC1

вариант solid элементов
section5_2.bdf вариант plate элементов

Оцените таблицу сингулярностей узлов

Запустите входные файлы MSC.NASTRAN
Section5_3.bdf solid/plate комбинация
Section5_4.bdf plate/bar комбинация

Оцените таблицу сингулярностей узлов и проверьте наличие фатальных ошибок

G R I D P O I N

T S I N G U L A R I T Y T A B L E
0 POINT TYPE FAILED STIFFNESS OLD USET NEW USET
ID DIRECTION RATIO EXCLUSIVE UNION EXCLUSIVE UNION
1 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
1 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
1 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
2 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
2 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
2 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

GRID 1

G R I D P O I N T S I N G U L A R I T Y T A B L E
0 POINT TYPE FAILED STIFFNESS OLD USET NEW USET
ID DIRECTION RATIO EXCLUSIVE UNION EXCLUSIVE UNION
2 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
4 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
5 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
6 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
7 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
8 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
9 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
10 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

R3 = 0.0

HEXA’s
CQUAD4’s

1 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
2 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
4 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

62 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
62 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
62 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
63 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
63 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
63 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
64 G 4 0.00E+00 BF F SB S *
64 G 5 0.00E+00 BF F SB S *
64 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

Что происходит здесь?!

GRID 13

THE FOLLOWING DEGREES OF FREEDOM HAVE FACTOR DIAGONAL RATIOS

GREATER THAN
1.00000E+07 OR HAVE NEGATIVE TERMS ON THE FACTOR DIAGONAL.
0 SUBCASE 1
0
GRID POINT ID DEGREE OF FREEDOM MATRIX/FACTOR DIAGONAL RATIO MATRIX DIAGONAL

13 R2 1.71146E+13 2.13419E+02
^^^ USER FATAL MESSAGE 9050 (SEKRRS)
^^^ RUN TERMINATED DUE TO EXCESSIVE PIVOT RATIOS IN MATRIX KLL.
^^^ USER ACTION: CONSTRAIN MECHANISMS WITH SPCI OR SUPORTI ENTRIES OR SPECIFY PARAM,BAILOUT,-1 TO CONTINUE THE RUN WITH MECHANISMS.

1 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
2 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
3 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
4 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

Узла 13 нет в таблице сингулярностей

Что происходит здесь?!

10 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
12 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
14 G 6 0.00E+00 BF F SB S *
15 G 6 0.00E+00 BF F SB S *

THE FOLLOWING DEGREES OF FREEDOM HAVE

FACTOR DIAGONAL RATIOS GREATER THAN
1.00000E+07 OR HAVE NEGATIVE TERMS ON THE FACTOR DIAGONAL.
0 SUBCASE 1
0
GRID POINT ID DEGREE OF FREEDOM MATRIX/FACTOR DIAGONAL RATIO MATRIX DIAGONAL

13 R3 -7.02842E+15 4.09108E+05
^^^ USER FATAL MESSAGE 9050 (SEKRRS)
^^^ RUN TERMINATED DUE TO EXCESSIVE PIVOT RATIOS IN MATRIX KLL.
^^^ USER ACTION: CONSTRAIN MECHANISMS WITH SPCI OR SUPORTI ENTRIES OR SPECIFY PARAM,BAILOUT,-1 TO
CONTINUE THE RUN WITH MECHANISMS.

расчетов привели к фатальным ошибкам из-за наличия механизмов
В данном

разделе показано, как определить тип ошибки

Это самая распространенная FATAL ERROR (фатальная ошибка)

Проверьте номер фатальной ошибки
Посмотрите ее описание
THE FOLLOWING DEGREES OF FREEDOM HAVE FACTOR DIAGONAL RATIOS GREATER THAN
1.00000E+07 OR HAVE NEGATIVE TERMS ON THE FACTOR DIAGONAL.
0 SUBCASE 1
0
GRID POINT ID DEGREE OF FREEDOM MATRIX/FACTOR DIAGONAL RATIO MATRIX

13 R2 1.71146E+13 2.13419E+02
^^^ USER FATAL MESSAGE 9050 (SEKRRS)
^^^ RUN TERMINATED DUE TO EXCESSIVE PIVOT RATIOS IN MATRIX KLL.
^^^ USER ACTION: CONSTRAIN MECHANISMS WITH SPCI OR SUPORTI ENTRIES OR SPECIFY PARAM,BAILOUT,-1 TO CONTINUE THE RUN WITH MECHANISMS.

Обращается внимание на сингулярность или механизм
Указывается

точка GRID 13, и DOF R2
Есть ли что-нибудь особенное у этой точки?
THE FOLLOWING DEGREES OF FREEDOM HAVE FACTOR DIAGONAL RATIOS GREATER THAN
1.00000E+07 OR HAVE NEGATIVE TERMS ON THE FACTOR DIAGONAL.
0 SUBCASE 1
0
GRID POINT ID DEGREE OF FREEDOM MATRIX/FACTOR DIAGONAL RATIO MATRIX DIAGONAL

13 R2 1.71146E+13 2.13419E+02
^^^ USER FATAL MESSAGE 9050 (SEKRRS)
^^^ RUN TERMINATED DUE TO EXCESSIVE PIVOT RATIOS IN MATRIX KLL.
^^^ USER ACTION: CONSTRAIN MECHANISMS WITH SPCI OR SUPORTI ENTRIES OR SPECIFY PARAM,BAILOUT,-1 TO CONTINUE THE RUN WITH MECHANISMS.

Обращается внимание на сингулярность или механизм
Указывается точка GRID

13, и DOF R3
Есть ли что-нибудь особенное у этой точки?

THE FOLLOWING DEGREES OF FREEDOM HAVE FACTOR DIAGONAL RATIOS GREATER THAN
1.00000E+07 OR HAVE NEGATIVE TERMS ON THE FACTOR DIAGONAL.
0 SUBCASE 1
0
GRID POINT ID DEGREE OF FREEDOM MATRIX/FACTOR DIAGONAL RATIO MATRIX DIAGONAL

13 R3 -7.02842E+15 4.09108E+05
^^^ USER FATAL MESSAGE 9050 (SEKRRS)
^^^ RUN TERMINATED DUE TO EXCESSIVE PIVOT RATIOS IN MATRIX KLL.
^^^ USER ACTION: CONSTRAIN MECHANISMS WITH SPCI OR SUPORTI ENTRIES OR SPECIFY PARAM,BAILOUT,-1 TO
CONTINUE THE RUN WITH MECHANISMS.

или SPC1 записи,
Исправьте входные файлы MSC.NASTRAN
Section5_3.bdf

(подсказка: GRIDS 1 5 9 13 формируют соединение)
Section5_4.bdf

Оцените результаты и последствия изменений

Section5_3.bdf
Оцените результаты и последствия изменений



Закрепленные DOF 4,5,6
Выглядит

неплохо,
но будьте осторожны!

Section5_3.bdf
Оцените результаты и последствия изменений

Перемещение части из

Solid элементов влечет за собой
небольшие повороты граней присоединенных оболочек –
но вращательные степени свободы были закреплены

Оцените результаты и последствия изменений


Закрепленная DOF 6
Видимых сложностей нет

примера с фатальными ошибками, вызванными наличием механизмов
Сообщение о фатальной

ошибке Fatal Message 9050
На практике существует большое количество проверок (как синтаксических так и общих данных), которые MSC.Nastran будет выполнять для нахождения ошибок перед началом анализа, а также в ходе его проведения.
Общий вид сообщений о фатальной ошибке будет одинаков. Ключевое содержание - это номер сообщения и краткое описание.
Более подробно о значениях фатальных ошибок можно узнать из Reference Guide или из On Line Encyclopedia

результатов анализа

предупреждающие сообщения (warning messages)?
Что означает предупреждающее (warning) сообщение?



***

USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 7 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 8 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 9 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 10 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 11 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 12 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 13 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.
*** USER WARNING MESSAGE 5487 (EBCHKD)
ORIENTATION VECTOR DEFINED FOR THE ELEMENT ID = 14 IS NEARLY PARALLEL, IT MAY GIVE POOR RESULTS.

сообщения о фатальных ошибках
Посмотрите описание ошибки в On

Line Encyclopedia, используя ее ID

*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 7 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 8 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 9 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 10 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 11 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 12 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 13 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
*** USER FATAL MESSAGE 2026 (EMG)
ELEMENT 14 GEOMETRY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.

для ‘2026’

2026 *** USER FATAL MESSAGE 2026, ELEMENT ****

GEOMETRY OR MATERIAL PROPERTY YIELDS UNREASONABLE MATRIX.
(геометрия или свойства материала приводит к неправильной матрице)
Геометрия и/или свойства данного элемента являются причиной того, что в результате расчета матрица жесткости или матрица масс оказывается неопределенной. Возможные причины, но не все, могут быть таковы: (1) длина стержня или балки равна нулю из-за того, что точки на концах имеют одинаковые координаты; (2) стороны треугольника или квадрата коллинеарны, что приводит к невозможности построения локальной системы координат элемента; (3) вектор ориентации балочного элемента параллелен его оси; или (4) пластина имеет нулевую толщину или модуль. Проверьте записи GRID в секции BULK DATA, описывающие концевые точки элемента для выявления ошибочных данных.

Исправьте данные для BAR элементов и снова запустите

анализ

$ bar elements follow
CBAR 1 1 1 2 0. 1. 0.
CBAR 2 1 2 3 0. 1. 0.
CBAR 3 1 3 4 0. 1. 0.
CBAR 4 1 4 5 0. 1. 0.
CBAR 5 1 5 6 0. 1. 0.
CBAR 6 1 6 7 0. 1. 0.
CBAR 7 1 8 9 0. 1. 0.
CBAR 8 1 9 10 0. 1. 0.
CBAR 9 1 10 12 0. 1. 0.
CBAR 10 1 12 1 0. 1. 0.
CBAR 11 1 14 15 0. 1. 0.
CBAR 12 1 15 16 0. 1. 0.
CBAR 13 1 16 18 0. 1. 0.
CBAR 14 1 18 7 0. 1. 0.
CBAR 15 1 10 21 0. 1. 0.
CBAR 16 1 21 22 0. 1. 0.
CBAR 17 1 22 23 0. 1. 0.
CBAR 18 1 23 24 0. 1. 0.
CBAR 19 1 24 25 0. 1. 0.
CBAR 20 1 25 16 0. 1. 0.

которые могут использоваться при отладке, рассмотрим основные положения внутреннего

языка MSC.Nastran – DMAP.
DMAP – Direct Matrix Abstraction Procedure
Язык высокого уровня, на котором написан MSC.Nastran
Полностью открыт для просмотра и редактирования пользователем
DMAP модули выполняют математические операции, требуемые для выполнения запрошенной при анализе последовательности решения.

код
DMAP модули








Обработка входных данных
Проверка синтаксиса
Отделение SPC’s
Отделение MPC’s

содержит список выполнения модулей MSC.Nastran используемых при решении задачи
Каждый

раз, когда выполняется какой-либо DMAP модуль, в файле .f04 печатается строка содержащая имя модуля и его текущее состояние

обеспечивают достаточного объяснения ее причины, пользователь может также проверить

файл .f04 чтобы определить – в какой точке анализ был прерван.
В общем случае, понимание выполнения последовательности DMAP модулей бывает достаточно сложным, но для специалистов MSC обеспечивающих поддержку своих пользователей эта информация может быть очень важной.
10:33:06 0:00 33.0 0.0 0.6 0.0 PHASE1DR 104 (S)DBSETOFF BEGN
10:33:06 0:00 33.0 0.0 0.6 0.0 PHASE1DR 106 (S)PHASE1A BEGN
10:33:06 0:00 33.0 0.0 0.7 0.0 PHASE1A 42 TA1 BEGN
10:33:06 0:00 34.0 1.0 0.7 0.0 PHASE1A 51 MSGHAN BEGN *
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 PHASE1A 52 (S)SEMG BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 SEMG 22 ELTPRT BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 SEMG 28 EMG BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 SEMG 36 (S)ERRPH1 BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 ERRPH1 19 (S)PRTSUM BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 PRTSUM 24 PROJVER BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 PRTSUM 25 DBDICT BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 PRTSUM 26 PRTPARM BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 ERRPH1 20 EXIT BEGN
10:33:06 0:00 34.0 0.0 0.7 0.0 XSEMDR END

DMAP модули

Анализ остановился здесь

SubDMAPs (подпрограммы)

исправления ошибок:
Отладка
В этом разделе мы поговорим об их

предотвращении:
Основные виды проверок
Практика правильного моделирования

для визуальной проверки правильности формы элементов
Используйте предупреждающие сообщения

(WARNING messages) в файле .f06
Согласованность единиц измерения модели
Проверка по силе: СИЛА = МАССА * УСКОРЕНИЕ

должно быть меньше, чем 4:1 (более низкое для мест

с высоким градиентом напряжений). В случае одноосных полей напряжений допустимы большие отношения сторон.

a

b

a

b

элементы должны быть близки к квадрату настолько, насколько это

возможно.

Сообщение об искажении выдается, если α < 30°

об искажении выдается, если

до 5%. В действительности это не предел, но элементы

не включают в себя учет коробления.

а

нагрузок
Суммирование сил реакции
Значения энергии деформации
Максимальные перемещения

Уравнение стандартного решения

Допустим, нет ошибок округления

В действительности есть остаток


Посчитаем

энергетическую компоненту

Сравним ее с энергией системы

u

u

u

u

u

больше, это значит, что модель плохо обусловлена.
Для каждого

типа конструкции, модели и расчета
Посмотрите значение ипсилон после
Сравните с допустимыми значениями

*** USER INFORMATION MESSAGE 5293 (SSG3A)
FOR DATA BLOCK KLL
LOAD SEQ. NO. EPSILON EXTERNAL WORK EPSILONS LARGER THAN 0.001 ARE FLAGGED WITH ASTERISKS
1 -1.3760919E-13 3.6560133E+04
 

приложенных нагрузок
Используйте запрос OLOAD в секции Case

Control
Особенно важно для:
Инерционных нагрузок
Сложной нагрузки давлением
Сложной распределенной нагрузки

0 RESULTANTS ABOUT ORIGIN OF SUPERELEMENT BASIC COORDINATE SYSTEM

IN SUPERELEMENT BASIC SYSTEM COORDINATES.

0 OLOAD RESULTANT
SUBCASE/ LOAD
DAREA ID TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3
0 1 FX -3.900000E+03 ---- ---- ---- 0.000000E+00 3.744000E+05
FY ---- -4.500000E+03 ---- 0.000000E+00 ---- -1.296000E+06
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS -3.900000E+03 -4.500000E+03 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 -9.216000E+05
0 20 FX 0.000000E+00 ---- ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00
FY ---- -1.818989E-12 ---- 0.000000E+00 ---- 9.313226E-10
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS 0.000000E+00 -1.818989E-12 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 9.313226E-10
0 30 FX 0.000000E+00 ---- ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00
FY ---- -2.123938E+03 ---- 0.000000E+00 ---- -6.116941E+05
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS 0.000000E+00 -2.123938E+03 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 -6.116941E+05

сил реакции
Проверьте, что значения соответствуют и уравнивают суммарные

приложенные нагрузки

ORIGIN OF SUPERELEMENT BASIC COORDINATE SYSTEM IN SUPERELEMENT BASIC

SYSTEM COORDINATES.

0 SPCFORCE RESULTANT
SUBCASE/ LOAD
DAREA ID TYPE T1 T2 T3 R1 R2 R3
0 1 FX 3.900000E+03 ---- ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00
FY ---- 4.500000E+03 ---- 0.000000E+00 ---- 9.216000E+05
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS 3.900000E+03 4.500000E+03 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 9.216000E+05
0 20 FX 0.000000E+00 ---- ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00
FY ---- 7.275958E-12 ---- 0.000000E+00 ---- 2.095476E-09
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS 0.000000E+00 7.275958E-12 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.095476E-09
0 30 FX -3.410605E-12 ---- ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00
FY ---- 2.123938E+03 ---- 0.000000E+00 ---- 6.116941E+05
FZ ---- ---- 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 ----
MX ---- ---- ---- 0.000000E+00 ---- ----
MY ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00 ----
MZ ---- ---- ---- ---- ---- 0.000000E+00
TOTALS -3.410605E-12 2.123938E+03 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 6.116941E+05

энергии деформации

*** USER INFORMATION MESSAGE 5293 (SSG3A)

FOR DATA BLOCK KLL
LOAD SEQ. NO. EPSILON EXTERNAL WORK EPSILONS LARGER THAN 0.001 ARE FLAGGED WITH ASTERISKS
1 -1.3760919E-13 3.6560133E+04
 

Работа = ½ Суммарная сила * Суммарное перемещение
= ( приблизительно) ½ OLOAD * Максимум перемещений
( если пик перемещений около средней линии действия нагрузки)

перемещения
Укажите PARAM,PRTMAXIM,YES для этой распечатки
Номер узла

(GRID ID) не печатается, и может быть разным для каждой степени свободы
0 MAXIMUM DISPLACEMENTS
0 T1 T2 T3 R1 R2 R3
0 1 3.0938861E-07 4.1483727E-08 3.6560131E+01 7.2180829E+00 5.6827263E+01 0.0000000E+00

Значение !!!

Работа = ( приблиз.) ½ OLOAD * Макс. перемещение
( 2e3 * 36.5 *.5 = 36.5e3 )

проверки:
Значение ипсилон
Суммирование приложенных нагрузок
Суммирование сил реакции
Значения энергии деформации
Максимальные

перемещения

должна соответствовать поставленным целям
Качество сетки – должно соответствовать

поставленным целям
Нагружение
Граничные условия

поставленным целям

поставленным целям

распределение напряжений

для SPC, MPC и RIGID элементов может «испортить» модель

Чрезмерное

закрепление модели может привести к большему влиянию сдвиговых напряжений через коэффициент Пуассона. Эти напряжения могут сильно исказить действительное поле напряжений

Закрепление (или сила) в одном узле приводит к сингулярности в поле напряжения. Результаты расчета напряжений в этой точке вероятно будут ошибочными.

«инерционная разгрузка» (Inertia Relief) для выполнения квази-статического анализа незакрепленной

(свободной) конструкции под действием однородного (нулевого или постоянного) ускорения.

Аэродинамическая нагрузка

Инерционные нагрузки

(жесткие) элементы

в виде линейного уравнения, которое задает соотношения между перемещениями

по степеням свободы.
MPC полезно использовать для:
Определения относительного смещения двух и более узловых точек по заданным степеням свободы
Соединения различных типов элементов; например, соединения элементов, которые имеют вращательные степени свободы с элементами, которые имеют только поступательные степени свободы (оболочки с объемными элементами)
Распределения нагрузки в нескольких точках конструкции
Моделирования жестких связей между узлами

Граничные условия для группы узлов

и 146 должны двигаться вместе в направлениях x и

y (могут быть чем-либо соединены)

146

145

-1.0*Ux145 + 1.0*Ux146 = 0.0

-1.0*Uy145 + 1.0*Uy146 = 0.0

Общая форма записи Σ ai*Ui= 0.0

где a = коэффициент,
u = степень свободы

SID GRID DOF A1 GRID DOF

A2
MPC 1 145 1 -1. 146 1 1.
MPC 1 145 2 -1. 146 2 1.

Bulk Data

Case Control

SUBCASE 1
SUBTITLE=edge
MPC = 1
SPC = 2
LOAD = 2
…….

Полагается, что первый компонент, определяемый в этом уравнении, является зависимой координатой и помещается в вектор Um. Этот компонент не может принадлежать никакому другому подвектору Ug.

Переделаем файл section5_4.bdf
Используем MPC для того, чтобы избавиться от

сингулярности (ранее мы использовали SPC)

0.25

0.25

форме различных элементов R-типа. Во избежание ошибок, настоятельно рекомендуется

пользователям, плохо владеющим техникой записи MPC- соотношений, применять жесткие элементы (элементы R-типа) там, где это возможно.
В отличии от MPC, элементы R-типа не выбираются в секции CASE CONTROL. Они описываются только в секции BULK DATA следующими записями:

Граничные условия в виде жестких элементов (R-тип)

шестью степенями свободы на каждом конце
RBE2 - Жесткое

тело связанное с произвольным числом узлов
RBE3 - Определяет граничное уравнение, в котором движение "ссылочного" узла является средневзвешенным значением движения других узлов

которого определяются перемещениями и углами наклона гибкой трубчатой балки

RSSCON Используется для соединения Plate элементов с Solid элементами В разделе 2.10 MSC/NASTRAN Application Manual приведены 10 примеров использования элементов R-типа и два примера использования MPC.

MPC в section5_4.bdf могут быть заменены RBAR элементом
Внутренне

создается MPC-уравнение

более предпочтительным чем использование элемента BEAM с искусственно завышенной

жесткостью, так как у него отсутствуют побочные жесткостные эффекты

$ RBAR Creation
$23456781234567812345678123456781234567812345678
$ ID GRID1 GRID2 DOF1 DOF2
RBAR 21 13 18 123456 123456

в section5_4.bdf могут быть заменены элементом RBE2
Внутренне

создается MPC-уравнение

Действует подобно жесткому «пауку»

центра «паука» являются независимыми степенями свободы
Другие степени свободы являются

зависимыми и не должны иметь перекрестных связей

SPC метод

при упрощении моделей
Блок двигателя
Параболическая антенна

Соединение областей

с различной сеткой
Более точная модель, например, фланца с грубой моделью вала

в section5_4.bdf могут быть заменены RBE3 элементами
Математически очень

сложно – одна зависимая степень двигается как усредненная от нескольких независимых

Действует подобно гибкому «пауку»

центра «паука» являются зависимыми степенями свободы
Другие степени свободы являются

независимыми и могут иметь перекрестную связь

при упрощении моделей
Параболическая антенна
Соединение областей с различной сеткой
Фюзеляж

из балок и пластин – гибкая овализация фюзеляжа
Присоединение полезной нагрузки
Распределяет полезную нагрузку по требуемым узлам ее присоединения

использованием:
RBAR
RBE2
RBE3
Сравните распределение перемещений

использованием:
RSSCON – узловой метод
RSSCON – метод элементов
Сравните распределение перемещений

о запрошенных элементах
Распечатка включает в себя
Номера элементов
Номер материала
Длину

или толщину
Площадь
Объем
Конструкционную массу
Не конструкционную массу
Общую массу
Общий вес

‘ALL’
Ограничения:
Массовые данные выводятся только для элементов CBAR, CBEAM, CBEND,

CHEXA, CONROD, CPENTA, CQUAD4, CQUAD8, CQUADR, CROD, CSHEAR, CTETRA, CTRIAR, CTRIA3, CTRIAX6, CTUBE

101 существует опция для вывода MAX/MIN значений перемещений и

сил реакций для каждого варианта (SUBCASE)
Если запрос сделан, то распечатка добавляется к стандартному выводу результатов

Формат:

Пример:

101
cend
title = cantilever beam model
subtitle = OLOAD OUTPUT
spc =

1
disp=all
maxmin(vmag=2,disp,spcf)=all
subcase 1
label = pload1
load = 1
subcase 2
label = load in x, y, and z
load = 2
begin bulk
pload1,1,1,fy,fr,0.,1.,1.,1.
=,=,*(1),==
=(6)
force,2,9,,1.,1.,1.,1.
PARAM GRDPNT 0
PARAM POST -1
$
cord2r,1,,0.,0.,0.,0.,1.,0.
,1.,0.,1.

GRID 1 0 0.0 0.0 0.0 0
GRID 2 0 12.5 0.0 0.0 0
GRID 3 0 25. 0.0 0.0 0
GRID 4 0 37.5 0.0 0.0 0
GRID 5 0 50. 0.0 0.0 0
GRID 6 0 62.5 0.0 0.0 0
GRID 7 0 75. 0.0 0.0 0
GRID 8 0 87.5 0.0 0.0 0
GRID 9 0 100. 0.0 0.0 1
$
CBEAM 1 1 1 2 1.
CBEAM 2 1 2 3 1.
CBEAM 3 1 3 4 1.
CBEAM 4 1 4 5 1.
CBEAM 5 1 5 6 1.
CBEAM 6 1 6 7 1.
CBEAM 7 1 7 8 1.
CBEAM 8 1 8 9 1.
$
SPC 1 1 123456 0.0
$
PBEAML 1 1 BAR
1. 2.
$
MAT1 1 1.+7 .3 .1
$
ENDDATA

Узел 9 использует CORD2R 1 для вывода результатов

*** T1 *** D I S

P L A C E M E N T M A X / M I N V A L U E S U M M A R Y RESULTS FOR SUBCASE 1
MAXMIN OPTIONS: SET=ALL, CID=BASIC, VMAG=2, VMAG=2, COMP=T1
POINT ID. TYPE CID ***TMAG*** T2 T3 R1 R2 R3
1 G BASIC 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
2 G BASIC 5.404634E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 8.251953E-03 0.000000E+00 0.000000E+00
8 G BASIC 1.563420E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.495117E-02 0.000000E+00 0.000000E+00
9 G BASIC 1.875780E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.500000E-02 0.000000E+00 0.000000E+00
9 G 1 0.000000E+00 0.000000E+00 1.875780E+00 1.767767E-02 -1.767767E-02 0.000000E+00

1 CANTILEVER BEAM MODEL FEBRUARY 13, 2001 MSC.NASTRAN 1/17/01 PAGE 12
OLOAD OUTPUT
0



0 *** R1 *** D I S P L A C E M E N T M A X / M I N V A L U E S U M M A R Y RESULTS FOR SUBCASE 1
MAXMIN OPTIONS: SET=ALL, CID=BASIC, VMAG=2, VMAG=2, COMP=R1
POINT ID. TYPE CID T1 T2 T3 ***RMAG*** R2 R3
1 G BASIC 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 0.000000E+00
2 G BASIC 5.404634E-02 0.000000E+00 0.000000E+00 8.251953E-03 0.000000E+00 0.000000E+00
8 G BASIC 1.563420E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.495117E-02 0.000000E+00 0.000000E+00
9 G BASIC 1.875780E+00 0.000000E+00 0.000000E+00 2.500000E-02 0.000000E+00 0.000000E+00
9 G 1 0.000000E+00 0.000000E+00 1.875780E+00 1.767767E-02 -1.767767E-02 0.000000E+00

Суммарный вектор для узла 9

Перемещения для узла 9 в системе координат 1

Максимум по перемещениям

Максимум по углам поворота

геометрией элементов (соотношение сторон, наклон, выход из плоскости и

т.п.)
Ранее печаталось отдельное сообщение для каждого элемента, который не удовлетворял рекомендациям MSC.Nastran (это часто приводило к большому количеству сообщений, которые большинство пользователей игнорировало)
Сейчас существует опция, позволяющая управлять этими сообщениями (т.е. можно их проигнорировать, запретив печать, но делать это НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ)
Управление происходит с помощью команды GEOMCHECK секции Executive Control

моделирования для уменьшения ресурсов, требуемых для расчета.

моделировании и расчете рамы.
Полная модель

=Пример использования условий симметрии/Антисимметрии DISP = ALL $ SUBCASE 1 LABEL

= Симметричные ограничения SPC = 1 LOAD = 1 $ SUBCASE 2 LABEL = Антисимметричные ограничения SPC = 2 LOAD = 1 $ SUBCOM 3 LABEL = Левая сторона модели SUBSEQ 1.0, 1.0 $ SUBCOM 4 LABEL = Правая сторона модели SUBSEQ 1.0, -1.0 $ BEGIN BULK $ GRID 1 0.0 0.0 0.0 123456 GRID 2 0.0 10.0 0.0 345 GRID 3 5.0 10.0 0.0 34 $ CBAR 1 100 1 2 -1.0 0.0 0.0 CBAR 2 100 2 3 0.0 1.0 0.0 PBAR 100 1 5.0 5.0 5.0 $

1 3.E+7

0.3 $ FORCE 1 2 2500. 0.0 -1.0 0.0 $ SPC1 1 156 3 SPC1 2 2 3 $ ENDDATA

модели.
SUBCASE 1 + SUBCASE 2

= SUBCOM 3

конструкции (продолжение)
SUBCASE 1 - SUBCASE 2

= SUBCOM 4