NX_Nastran简介1

NX Nastran是由西门子/UGS PLM Software 研发、维护的全球标准Nastran，产品主要包括Professional Package、Dynamics Package、TMG Thermal Package、Server Package四个标准包及

配选的功能模块。。

主要模块及功能介绍

• NX Nastran Basic（基本模块）

NX Nastran基本模块是NX Nastran的一个核心子集，包括一套 强健的线性静力学、模态、屈曲分

析和基本非线性等功能。其分析功能包括：

1. 线性静力分析（包括惯性释放）

1. 正则模态 2. 屈曲分析 3. 模型检查 4. 复合材料分析

5. 传热 6. 基本非线性分析

• Optimization（优化）

NX Nastran的优化过程由设计灵敏度分析及优化两大部分组成，设计灵敏度分析用于评估设计变动对结构的影响程度。有效的优化 算法允许在大模型中存在上百个设计优化变量和响应。设计灵敏度

和优化分析支持的分析类型包括：

1. 静力分析 2. 模态以及屈曲分析 3. 瞬态响应、频率响应 4. 气动弹性和颤振分析

• Superelements（超单元）

超单元模块在求解超大的复杂有限元模型时具有关键的作用，它可将大型结构分解为较小的同等子结构集合，这些子结构称为超单元。该模块可用于所有NX Nastran 分析功能，在大型的完整系统分析中特别高效，例如整架飞机、车辆或者轮船；同时该模块可执行增量或者部分装配求解，大大提高了

运算效率。

• Dynamic Response（动力响应）

动力响应模块可在时间和频率领域内评价产品性能。结构动力学分析是Nastran的最强项之一,方法有直接积分法和模态法，可考虑各种阻尼 (如结构阻尼、材料阻尼和模态阻尼)效应的作用。主要分

析类型有：

1. 频率响应分析 2. 瞬态响应分析 3. 随机振动响应分析 4. 冲击谱响应分析

• Aeroelasticity（气弹分析）

气弹分析模块可预测产品结构性能在风场中的动力稳定性和动态 响应，气动弹性问题涉及气动、惯性及结构力间的相互作用，可以进行飞机、导弹、悬索桥、电视发射塔甚至烟囱和高压线的气动弹性

分析和设计。气动弹性分析功能主要包括：

1. 静态及动态气弹响应分析

2. 结构颤振分析 3. 气动弹性设计灵敏度和优化 4. 亚音速和超音速分析

• Advanced Nonlinear（高级非线性）

高级非线性模块集成了世界最先进的ADINA解算技术，包括 隐式

求解器Sol 601和显式求解器Sol 701，支持分析类型包括：

1. 材料非线性，例如

-- 垫圈(Gasket)材料、超弹性材料

-- 粘弹性材料、弹塑性材料

2. 几何非线性，接触问题，例如面接触、自接触等

• Rotor Dynamics（转子动力学分析）

转子动力学分析主要解决旋转机械的动力设计，振动分析，故障诊 断等问题。它的主要任务是：预计临界转速，预计转子不平衡引起的同 步振动响应，预计开始失稳的门坎转速以及转子在加速或减速过程中的 瞬态响应。NX Nastran转子动力学是基于SOL110(复模态)实现的，支 持非对称转子分析,可以分析航空发动机、压缩机、离心机、汽轮机、涡轮机和泵等旋转机械转子系统的陀螺力矩和

动力学特性。

• DMAP

DMAP (直接矩阵提取程序)是NX Nastran高效的二次开发语言，已有30多年历史。DMAP主要功能包

括：

1. 帮助用户改变或直接产生新的求解序列,实现矩阵的合并、分离、增加、删除， 或将

矩阵输出到有限元后处理、 机构分析以及测试相关性等一些外部程序中。

2. 用户可利用DMAP编写用户化程序,操作数据库流程。

• Enhanced Parallel Processing（增强的并行计算性能）

NX Nastran包含强大的并行计算求解功能，大大提高了在求解超大模型时的效率。NX Nastran不仅支持共享内存式单机多CPU并行SMP；同时也支持分布式多机多CPU并行DMP，可用于工作站集群，尤其特别地，其独特的HDMP支持模型同时按几何和频率范围进行分割，极大地提高计算效率。

• TMG Thermal（TMG热分析）

TMG Thermal包含了解决大多数通用工程问题所需的静态和瞬态热力 分

析功能，包括传导、对流、辐射和相位变化的建模与分析。TMG Thermal 提供了一套完整的热力边界

条件和求解程序控制，以及一套供装配件使用的功能强大的热力建模工具。

• TMG Advanced Thermal（TMG高级热分析）

TMG Advanced Thermal中增加了许多高级热力和流体流动分析功

能，包括管流分析建模、强迫对流分析。此外，它还提供广泛的高级工具，用于分析高级辐射和航天器模型，模拟包含太阳和行星的环境热、轨道、镜面反射和光影追踪与铰接的相对运动结构等。它同样支持高级求解特征，如用户编写的子程序、模型简化、子结构以及与其他工业软件的接口。

• TMG Flow（TMG流分析）

TMG Flow提供一套综合的三维计算流体动力学（CFD）解决方案。TMG

Flow使用高效的基于单元的有限体积法求解程序，计算静态和瞬态 应用中的三维流体速度、温度和压力。当它与TMG Thermal组合使用时，可以解决范围广泛的多种物理问题，这些问题涉及流体流动

和热传导，低速与高速的可压缩或不可压流动等。

Femap－超强的Nastran前后处理器

Femap作为高性价比的高端有限元前后处理器，从1985年开发至今，已经有20多年的历史。其前后

处理能力强大，主要特点包括：

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Femap基于Windows界面风格，易学易用且功能强大。

以行业标准Parasolid为基础，支持目前的主流CAD，如CATIA、UG、Pro/Engineer、

Solid Edge以及Solidworks等软件输出文件。

• 对20多种CAE求解器提供深层次和高质量的支持，包括NX Nastran、MSC.Nastran、

MD Nastran、ANSYS、ABAQUS、TMG以及LS-DYNA等。

• 客户化定制功能强大。功能全面、面向对象、基于OLE/COM的编程API，完全集成的

Visual Basic开发环境

• 高级后处理工具支持动态切削平面、动态等势面、节点力、流线等。

Other New Features(其他新功能)

NX Nastran还提供了一些其他新功能，举例如下：

• 胶合功能可轻松实现非协调网格的连接并适用于所有的分析类型；

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面面接触功能可解决线性静态分析中的接触问题；

运用预紧力螺栓可实现带螺栓预载荷的装配体模态和应力分析； 新迭代算法可快速提高以体单元为主的大型模型的求解速度。

NX Nastran解决方案包含的标准包

NX Nastran解决方案，完整地涵盖了CAE结构、热、流等分析，包括以下四种标准包及附加模块。Professional Package是针对结构分析工程师提供的专业包，该专业包可通过配选模块，实现最完整的功能；Dynamics Package包含了功能强大的超单元模块，是为专注于动力响应分析的客户选配的标准包，可以让用户轻松执行大模型的动力分析；TMG Thermal Package是针对原有的Nastran基本热分析的不足而提供的专业热分析标准包，同时也提供可选的高级热分析及CFD流分析模块；

Server Package为执行超大模型分析的用户提供了可用于并行处理的服务器标准包。

NX Nastran 各标准包功能列表

Professional 模块 Package Dynamics Package TMG Thermal Package Server Package 前后处理器Femap • • • 静力分析 模态分析 屈曲分析 复合材料分析 • 传热 基本非线性分析 • • • • • • 动力响应• • • • • • • • • • • • • • • • • • • + 优化 超单元 气弹分析 隐式高级非线性 显式高级非线性 转子动力学分析 二次开发语言DMAP • + + + + + + + • + + + + + + + + + + + + + + + + TMG热分析 + • TMG流分析 + + TMG高级热分析 + 支持Windows 支持64-Bits 支持SMP • • • • • • 支持DMP + • • • • • • • HDMP Cluster LINUX/UNIX “•”表示包括的功能 ；“+”表示可选的功能。 • • •

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