Hypermesh与Nastran模态分析详细教程.docx

Hypermesh & Nastran 模态分析教程摘要：本文将采用一个简单外伸梁的例子来讲述Hypemesh 与 Nastran 联合仿真进行模态分析的全过程。教程内容:1. 打开”Hypermesh 14.0”进入操作界面，在弹出的对话框上勾选 nastran模块，点ok，如图1.1 所示。图 1.1-hypermesh 主界面2. 梁结构网格模型的创建l 在主界面左侧模型树空白处右击选择Creat Component,重命名为BEAM， 然后创建尺寸为100*10*5mm3 的梁结构网格模型。（一开始选择了Nastran后，单位制默认为 N, ton, MPa, mm.） 。本例子网格尺寸大小为2.5*2.5*2.5mm3，如图2.1 所示：图2.1-梁结构网格模型3. 定义网格模型材料属性l 在主界面左侧模型树空白处右击选择Creat Material，如图3.1所示：图3.1-材料创建l 在模型树内Material下将出现新建的材料Material 1，将其重命名为BEAM。点击BEAM,将会出现材料参数设置对话框。本例子采用铁作为梁结构材料，对于模态分析，我们只需要设定材料弹性模量，泊松比，密度即可。故在参数设置对话框内填入一下数据：弹性模量E泊松比NU密度RHO206800 MPa0.37.85e-9 ton/m3完整的材料参数设置如图3.2所示：图3.2-Material材料参数设置l 同理，按同样方式在主界面左侧模型树空白处右击选择Creat Property，模型树上Property下将出现新建的Property1，同样将其重命名为BEAM，点击Property下的BEAM出现如图所示属性参数设置对话框。由于本例子使用的单元为三维体单元，因此点击对话框的card image选择PSOLID，点击对话框内的Material选项，选择上一步我们设置好的材料BEAM，完整的设置如图3.3所示：图3.3-Property属性设置l 最后，点击之前创建的在Component 下的BEAM模型，将出现以下对话框（图3.4），把Property 和Material 都选上对应的BEAM，完成网格模型材料属性的定义。图3.4-定义材料属性4. 建立边界条件（SPC约束）l 本例子分析外伸梁模态，故把梁一端固定，通过点击主界面下面Analysis，按钮，然后点击Analysis上的Constraints（如图4.1 所示）图4.1-Analysis界面l 之后会出现如图4.2的对话框，点击对话框上的load type=选择SPC,把dof1dof6所有选择打上勾，表示约束节点6个自由度，点击对话框上nodes，然后从模型上选择梁结构的一端，然后再点击 creat,模型上出现三角形符号表示完成约束的定义（如图4.3），且在模型树上将会出现新建的Load Collector，在Load Collector下有一个名为auto1的载荷，该载荷里面包含的就是刚刚创建的SPC，把auto1重命名为 SPC。图4.2-SPC对话框图4.3-约束定义5. 模态分析工况设置l 同样在主界面左侧模型树空白处右击选择Creat Load Collector，模型树 Load Collector下将出现新建的 loadcol1,重命名为 EIGRL,右键EIGRL选择 make current,表示将该层设为当前层，下面新建的工况都会被放入到该层里面。l 点击上一步建立的 EIGRL,在图示5.1中的Card Image选择EIGRL，对话框内V1表示需要求解的起始频率值，V2表示需要求解频率的最大值,ND为求解阶数。V1,V2与ND为两种不同的定义方法。本例子求解模型前10阶模态，在ND项输入10，如下所示：图5.1-EIGRL参数设置6. 载荷步设置l 在模型树空白处右键 Creat- Load Step,重命名为 MODES,点击 MODES,在对话框里的Analysis type里选择 Normal modes, SPC选择上面建立的边界约束SPC，METHOD(STRUCTURE)选择上面建立的模态分析工况 EIGRL.完整设置如图6.1 所示：图6.1- 载荷步设置7. 控制卡设置l 点击图4.1上的 Control Card,出现图7.1所示界面：图7.1-Control Card界面l 点击图7.1 中的 SOL，在对话框上Analysis上选择Normal Modes,表示求解方法为正则模态求解方法，如图7.2所示，然后return返回；图7.2-SOLl 点击图7.1中PARAM，进入界面选择勾选AUTOSPC, COUPMASS, POST三个选项，并按图7.3所示设置，点击return返回。图7.3-PARAMl 点击图7.1中的GLOBAL_OUTPUT-REQUEST，定义需要输出的数据，本例输出位移数据与应变能数据，故选择DISPLACEMENT与ESE。详细设置如图7.4所示：图7.1-GLOBAL_OUTPUT-REQUEST8. 完成所有设置后，模型树出现的所有选项如图8.1所示：图8.1-完整模型树9. 把模型导出格式为BDF的计算文件，提交给NASTRAN计算。10. 使用Hyperview打开NASTRAN计算