本書介紹了Patran2014軟件的基本操作以及Nastran2014的求解分析，全書共分為19章。第1章簡(jiǎn)介MSC公司以及Patran和Nastran的基本功能；第2章簡(jiǎn)介使用Patran建模和Nastran分析的過程；第3章介紹使用Patran建立幾何模型；第4章介紹使用Patran進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分；第5章介紹材料屬性；第6章單元屬性；第7章介紹工況及邊界條件；第8章介紹了如何進(jìn)行分析控制；第9章介紹分析結(jié)果后處理。第10章至19章是實(shí)例章，涵蓋了使用Nastran分析的主要分析類型，其中第10章介紹基本使用實(shí)例；第11章介紹靜力學(xué)分析；第12章介紹屈曲分析；第13章介紹模態(tài)分析；第14章介紹瞬態(tài)響應(yīng)分析；第15章介紹頻率響應(yīng)分析；第16章介紹隨機(jī)響應(yīng)分析；第17章介紹非線性分析；第18章介紹結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化；第19章介紹熱傳導(dǎo)分析。對(duì)所有實(shí)例的操作步驟都提供了詳細(xì)的文字和圖例說(shuō)明，以便于讀者學(xué)習(xí)掌握。本書適合于高等院校研究生作為計(jì)算機(jī)輔助有限元分析軟件自學(xué)教材，也可以作為各科研院所研究人員的研究參考資料。
隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，制造廠商們對(duì)CAE在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造過程的重要作用認(rèn)識(shí)得越來(lái)越清楚。CAD技術(shù)著重解決的是產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量問題（如造型、裝配和出圖等），CAM技術(shù)著重解決的是產(chǎn)品的加工質(zhì)量問題，而CAE技術(shù)著重解決的是產(chǎn)品的性能問題。一方面由于CAD/CAM系統(tǒng)間各具特色，另一方面由于產(chǎn)品性能仿真所涉及的內(nèi)容及學(xué)科多樣性、合作對(duì)象的多元化，因此設(shè)計(jì)和制造廠商對(duì)于能夠?qū)⒏鞣N設(shè)計(jì)、分析、制造、測(cè)試軟件緊密有效地集成為一個(gè)易學(xué)易用的完整框架系統(tǒng)的需求也就變得更加迫切，從而最大限度地降低開發(fā)成本、加快產(chǎn)品投放市場(chǎng)和縮短設(shè)計(jì)周期。
MSC.Software Corporation（簡(jiǎn)稱 MSC.Software）創(chuàng)建于1963 年，總部設(shè)在美國(guó)洛杉磯，是享譽(yù)全球最大的工程校驗(yàn)、有限元分析和計(jì)算機(jī)仿真預(yù)測(cè)應(yīng)用軟件（CAE，Computer Aided Engineering）供應(yīng)商。
Patran 是一個(gè)集成的并行框架式有限元前后處理及分析仿真系統(tǒng)。Patran 最早由美國(guó)宇航局（NASA）倡導(dǎo)開發(fā), 是工業(yè)領(lǐng)域著名的并行框架式有限元前后處理及分析系統(tǒng)，其開放式、多功能的體系結(jié)構(gòu)可將工程設(shè)計(jì)、工程分析、結(jié)果評(píng)估、用戶化設(shè)計(jì)和交互圖形界面集于一身，構(gòu)成一個(gè)完整的 CAE 集成環(huán)境。使用Patran可以幫助產(chǎn)品開發(fā)用戶實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)到制造全過程的產(chǎn)品性能仿真。Patran 擁有良好的用戶界面，便于用戶學(xué)習(xí)和使用。
Nastran是美國(guó)國(guó)家航空航天局（簡(jiǎn)稱NASA）為適應(yīng)各種工程分析問題而開發(fā)的多用途有限元分析程序。這個(gè)系統(tǒng)稱作NASA Structural Analysis System，命名為Nastran。為了迎合企業(yè)準(zhǔn)確充分地模擬產(chǎn)品的真實(shí)性能的需求，結(jié)合當(dāng)今計(jì)算方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)的最新發(fā)展，從2001年以來(lái)，MSC.Software投入了大量的研發(fā)力量進(jìn)行MD技術(shù)研發(fā)，在2006年成功發(fā)布了新一代的多學(xué)科仿真工具Nastran，在繼承原有Nastran強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上，陸續(xù)集成了Marc、Dytran、Sinda、Dyna和Actran等著名軟件的先進(jìn)技術(shù)，大大增強(qiáng)了高級(jí)非線性、顯式非線性、熱分析、外噪聲分析等功能。
本書介紹了Patran 2014軟件的基本操作以及Nastran 2014的求解分析，全書共分為19章。第1章介紹了MSC公司以及Patran和Nastran的基本功能；第2章介紹了使用Patran建模和Nastran 分析的過程；第3章介紹了使用Patran建立幾何模型；第4章介紹了使用Patran 進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分；第5章介紹了材料屬性；第6章介紹了單元屬性；第7章介紹了工況及邊界條件；第8章介紹了如何進(jìn)行分析控制；第9章介紹了分析結(jié)果后處理。第10章至19章是實(shí)例，涵蓋了使用Nastran分析的主要分析類型，其中第10章介紹了基本使用實(shí)例；第11章介紹了靜力學(xué)分析；第12章介紹了屈曲分析；第13章介紹了模態(tài)分析；第14章介紹了瞬態(tài)響應(yīng)分析；第15章介紹了頻率響應(yīng)分析；第16章介紹了隨機(jī)響應(yīng)分析；第17章介紹了非線性分析；第18章介紹了結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化；第19章介紹了熱傳導(dǎo)分析。同時(shí)對(duì)所有實(shí)例的操作步驟都提供了詳細(xì)的文字和圖例說(shuō)明，以便于讀者學(xué)習(xí)掌握。
隨書多媒體光盤包含全書所有實(shí)例源文件和操作過程錄屏AVI文件。可以幫助讀者更加形象直觀地學(xué)習(xí)本書內(nèi)容。
本書由三維書屋工作室總策劃，參加編寫的有胡仁喜、劉昌麗、龍凱、董偉、周冰、張俊生、王兵學(xué)、李瑞、王瑋、王敏、王義發(fā)、王玉秋、王培合、閆聰聰、張日晶、路純紅、康士廷、王艷池、盧園、萬(wàn)金環(huán)、楊雪靜、辛文彤、孟培。
由于編者水平有限，時(shí)間倉(cāng)促，所以難免在內(nèi)容選材和敘述上有欠缺之處。
編 者
前言
第1章 概述1
1.1 MSC公司及其產(chǎn)品介紹1
1.2 Patran介紹2
1.2.1 圖形用戶界面3
1.2.2 CAD幾何模型的直接訪問3
1.2.3 幾何造型功能4
1.2.4 分析集成4
1.2.5 有限元建模5
1.2.6 結(jié)果交互式可視化后處理6
1.2.7 高級(jí)用戶化工具7
1.3 Nastran軟件功能介紹7
1.3.1 靜力分析8
1.3.2 屈曲分析8
1.3.3 動(dòng)力學(xué)分析8
1.3.4 熱分析8
1.3.5 空氣動(dòng)力彈性及顫振分析9
1.3.6 流固耦合分析10
1.3.7 多級(jí)超單元分析10
1.3.8 高級(jí)對(duì)稱分析11
1.3.9 設(shè)計(jì)靈敏度及優(yōu)化分析11
1.3.10 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性分析12
1.3.11 概率有限元分析12
1.3.12 與ADAMS進(jìn)行剛/柔性多體動(dòng)力學(xué)分析12
1.3.13 Nastran的并行求解方法13
1.3.14 多種求解方法13
1.3.15 用戶化開發(fā)工具DAMP語(yǔ)言13
第2章 Patran建模和Nastran分析過程14
2.1 有限元分析簡(jiǎn)介14
2.2 Patran 建模和Nastran分析流程15
2.2.1 Patran 2014 的用戶界面介紹15
2.2.2 Patran建模和Nastran分析的一般流程20
2.2.3 Patran和Nastran 的主要相關(guān)文件21
2.2.4 單位制介紹22
2.3 實(shí)例入門——支撐結(jié)構(gòu)受力變形分析23
2.3.1 前處理24
2.3.2 提交分析27
2.3.3 后處理28
第3章 創(chuàng)建幾何模型30
3.1 直接創(chuàng)建幾何模型30
3.1.1 創(chuàng)建點(diǎn)30
3.1.2 創(chuàng)建曲線35
3.1.3 創(chuàng)建曲面43
3.1.4 創(chuàng)建三維實(shí)體51
3.1.5 創(chuàng)建坐標(biāo)系54
3.1.6 創(chuàng)建平面56
3.1.7 創(chuàng)建矢量58
3.2 轉(zhuǎn)化創(chuàng)建幾何模型58
3.3 Patran的輸入輸出接口63
3.3.1 Patran輸入接口63
3.3.2 Patran輸出接口64
3.4 編輯幾何模型65
3.4.1 編輯點(diǎn)65
3.4.2 編輯曲線66
3.4.3 編輯曲面68
3.4.4 編輯實(shí)體72
3.5 其他幾何操作73
3.5.1 刪除功能73
3.5.2 信息顯示73
3.5.3 檢查幾何模型74
3.5.4 關(guān)聯(lián)75
3.5.5 反關(guān)聯(lián)75
3.5.6 重新標(biāo)號(hào)75
3.6 應(yīng)用實(shí)例75
3.6.1 圓頂凸臺(tái)建模實(shí)例75
3.6.2 叉架建模實(shí)例78
3.7 托架線性靜力分析全程實(shí)例——建模85
3.7.1 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)模型85
3.7.2 創(chuàng)建二維平面圖85
3.7.3 創(chuàng)建三維實(shí)體87
3.7.4 創(chuàng)建切割實(shí)體模型88
3.7.5 創(chuàng)建底部圓孔90
3.7.6 打印痕91
第4章 劃分有限元網(wǎng)格93
4.1 單元庫(kù)簡(jiǎn)介93
4.2 直接創(chuàng)建有限元網(wǎng)格（Create）95
4.2.1 網(wǎng)格生成器的分類95
4.2.2 幾何協(xié)調(diào)性和有限元協(xié)調(diào)性97
4.2.3 自動(dòng)生成網(wǎng)格（mesh）97
4.2.4 手動(dòng)生成網(wǎng)格98
4.2.5 創(chuàng)建多點(diǎn)約束（MPC）98
4.3 轉(zhuǎn)化創(chuàng)建有限元網(wǎng)格99
4.3.1 移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和鏡像創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)/單元99
4.3.2 拉伸、滑動(dòng)創(chuàng)建單元100
4.4 修改有限元網(wǎng)格模型101
4.4.1 修改網(wǎng)格（mesh）101
4.4.2 修改單元102
4.4.3 修改梁/桿、三角形、四邊形、四面體單元102
4.4.4 修改節(jié)點(diǎn)103
4.4.5 修改網(wǎng)格種子104
4.5 檢查有限元網(wǎng)格104
4.5.1 有限元網(wǎng)格檢查（Verify）104
4.5.2 檢查三角形單元的質(zhì)量105
4.5.3 檢查四邊形單元的質(zhì)量105
4.5.4 檢查四面體單元的質(zhì)量105
4.5.5 檢查五面體單元的質(zhì)量106
4.5.6 檢查六面體單元的質(zhì)量106
4.5.7 檢查節(jié)點(diǎn)106
4.5.8 檢查中間節(jié)點(diǎn)106
4.5.9 檢查超級(jí)單元107
4.6 基于有限元網(wǎng)格模型的其他操作107
4.6.1 重新標(biāo)號(hào)107
4.6.2 聯(lián)結(jié)（Associate）108
4.6.3 解除聯(lián)結(jié)（Disassociate）108
4.6.4 優(yōu)化（Optimize）108
4.6.5 顯示信息109
4.6.6 刪除有限元元素（Delete）109
4.7 創(chuàng)建有限元網(wǎng)格實(shí)例109
4.7.1 卷簧網(wǎng)格劃分實(shí)例109
4.7.2 支架網(wǎng)格劃分實(shí)例112
4.7.3 連桿網(wǎng)格劃分實(shí)例114
4.8 托架線性靜力分析全程實(shí)例——網(wǎng)格劃分117
第5章 材料屬性118
5.1 概述118
5.2 創(chuàng)建材料模型120
5.2.1 材料模型的分類120
5.2.2 創(chuàng)建材料模型的方法122
5.3 顯示材料模型123
5.4 工程實(shí)例123
5.4.1 各向同性材料模型實(shí)例123
5.4.2 九層復(fù)合材料模型實(shí)例125
5.4.3 溫度相關(guān)材料模型實(shí)例126
5.5 托架線性靜力分析全程實(shí)例——定義材料本構(gòu)關(guān)系127
第6章 單元屬性128
6.1 概述128
6.2 創(chuàng)建單元屬性129
6.2.1 0D單元屬性129
6.2.2 1D單元屬性130
6.2.3 2D單元屬性135
6.2.4 3D單元屬性137
6.3 梁的顯示139
6.4 顯示檢查單元屬性139
6.5 托架線性靜力分析全程實(shí)例——定義單元屬性139
第7章 工況及邊界條件142
7.1 概述142
7.2 載荷/邊界條件的創(chuàng)建、顯示、修改、刪除143
7.2.1 創(chuàng)建載荷/邊界條件的步驟145
7.2.2 顯示、檢查邊界條件145
7.2.3 修改、刪除邊界條件146
7.3 應(yīng)用實(shí)例146
7.3.1 創(chuàng)建平板位移邊界條件實(shí)例146
7.3.2 創(chuàng)建徑向載荷實(shí)例147
7.3.3 施加變化的載荷實(shí)例148
7.4 托架線性靜力分析全程實(shí)例——定義邊界條件149
7.4.1 定義位移邊界條件149
7.4.2 定義載荷邊界條件151
第8章 分析控制153
8.1 概述153
8.2 設(shè)定分析環(huán)境并提交計(jì)算154
8.2.1 轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置154
8.2.2 分析類型的設(shè)置155
8.2.3 Subcases的定義156
8.2.4 Subcase Select157
8.3 讀取分析結(jié)果157
8.3.1 讀取分析結(jié)果157
8.3.2 將計(jì)算結(jié)果與Patran相關(guān)聯(lián)158
8
新書資訊