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章簡介MSC公司以及Patran和Nastran的基本功能；第2章簡介使用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進行有限元網格劃分；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章介紹了如何進行分析控制；第9章介紹分析結果后處理。第10章至19章是實例章，涵蓋了使用Nastran分析的主要分析類型，其中第10章介紹基本使用實例；第11章介紹靜力學分析；第12章介紹屈曲分析；第13章介紹模態分析；第14章介紹瞬態響應分析；第15章介紹頻率響應分析；第16章介紹隨機響應分析；第17章介紹非線性分析；第18章介紹結構拓撲優化；第19章介紹熱傳導分析。對所有實例的操作步驟都提供了詳細的文字和圖例說明，以便于讀者學習掌握。本書適合于高等院校研究生作為計算機輔助有限元分析軟件自學教材，也可以作為各科研院所研究人員的研究參考資料。
隨著市場競爭的日趨激烈，制造廠商們對CAE在產品設計制造過程的重要作用認識得越來越清楚。CAD技術著重解決的是產品的設計質量問題（如造型、裝配和出圖等），CAM技術著重解決的是產品的加工質量問題，而CAE技術著重解決的是產品的性能問題。一方面由于CAD/CAM系統間各具特色，另一方面由于產品性能仿真所涉及的內容及學科多樣性、合作對象的多元化，因此設計和制造廠商對于能夠將各種設計、分析、制造、測試軟件緊密有效地集成為一個易學易用的完整框架系統的需求也就變得更加迫切，從而最大限度地降低開發成本、加快產品投放市場和縮短設計周期。
MSC.Software Corporation（簡稱 MSC.Software）創建于1963 年，總部設在美國洛杉磯，是享譽全球最大的工程校驗、有限元分析和計算機仿真預測應用軟件（CAE，Computer Aided Engineering）供應商。
Patran 是一個集成的并行框架式有限元前后處理及分析仿真系統。Patran 最早由美國宇航局（NASA）倡導開發, 是工業領域著名的并行框架式有限元前后處理及分析系統，其開放式、多功能的體系結構可將工程設計、工程分析、結果評估、用戶化設計和交互圖形界面集于一身，構成一個完整的 CAE 集成環境。使用Patran可以幫助產品開發用戶實現從設計到制造全過程的產品性能仿真。Patran 擁有良好的用戶界面，便于用戶學習和使用。
Nastran是美國國家航空航天局（簡稱NASA）為適應各種工程分析問題而開發的多用途有限元分析程序。這個系統稱作NASA Structural Analysis System，命名為Nastran。為了迎合企業準確充分地模擬產品的真實性能的需求，結合當今計算方法、計算機技術的最新發展，從2001年以來，MSC.Software投入了大量的研發力量進行MD技術研發，在2006年成功發布了新一代的多學科仿真工具Nastran，在繼承原有Nastran強大功能的基礎上，陸續集成了Marc、Dytran、Sinda、Dyna和Actran等著名軟件的先進技術，大大增強了高級非線性、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 進行有限元網格劃分；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章介紹了如何進行分析控制；第9章介紹了分析結果后處理。第10章至19章是實例，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例；第11章介紹了靜力學分析；第12章介紹了屈曲分析；第13章介紹了模態分析；第14章介紹了瞬態響應分析；第15章介紹了頻率響應分析；第16章介紹了隨機響應分析；第17章介紹了非線性分析；第18章介紹了結構拓撲優化；第19章介紹了熱傳導分析。同時對所有實例的操作步驟都提供了詳細的文字和圖例說明，以便于讀者學習掌握。
隨書多媒體光盤包含全書所有實例源文件和操作過程錄屏AVI文件�？梢詭椭x者更加形象直觀地學習本書內容。
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、李瑞、王瑋、王敏、王義發、王玉秋、王培合、閆聰聰、張日晶、路純紅、康士廷、王艷池、盧園、萬金環、楊雪靜、辛文彤、孟培。
由于編者水平有限，時間倉促，所以難免在內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 結果交互式可視化后處理6
1.2.7 高級用戶化工具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 動力學分析8
1.3.4 熱分析8
1.3.5 空氣動力彈性及顫振分析9
1.3.6 流固耦合分析10
1.3.7 多級超單元分析10
1.3.8 高級對稱分析11
1.3.9 設計靈敏度及優化分析11
1.3.10 轉子動力學特性分析12
1.3.11 概率有限元分析12
1.3.12 與ADAMS進行剛/柔性多體動力學分析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 用戶化開發工具DAMP語言13
第2章 Patran建模和Nastran分析過程14
2.1 有限元分析簡介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 的主要相關文件21
2.2.4 單位制介紹22
2.3 實例入門——支撐結構受力變形分析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 創建幾何模型30
3.1 直接創建幾何模型30
3.1.1 創建點30
3.1.2 創建曲線35
3.1.3 創建曲面43
3.1.4 創建三維實體51
3.1.5 創建坐標系54
3.1.6 創建平面56
3.1.7 創建矢量58
3.2 轉化創建幾何模型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65
3.4.2 編輯曲線66
3.4.3 編輯曲面68
3.4.4 編輯實體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 關聯75
3.5.5 反關聯75
3.5.6 重新標號75
3.6 應用實例75
3.6.1 圓頂凸臺建模實例75
3.6.2 叉架建模實例78
3.7 托架線性靜力分析全程實例——建模85
3.7.1 創建數據庫模型85
3.7.2 創建二維平面圖85
3.7.3 創建三維實體87
3.7.4 創建切割實體模型88
3.7.5 創建底部圓孔90
3.7.6 打印痕91
第4章 劃分有限元網格93
4.1 單元庫簡介93
4.2 直接創建有限元網格（Create）95
4.2.1 網格生成器的分類95
4.2.2 幾何協調性和有限元協調性97
4.2.3 自動生成網格（mesh）97
4.2.4 手動生成網格98
4.2.5 創建多點約束（MPC）98
4.3 轉化創建有限元網格99
4.3.1 移動、旋轉和鏡像創建節點/單元99
4.3.2 拉伸、滑動創建單元100
4.4 修改有限元網格模型101
4.4.1 修改網格（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 修改節點103
4.4.5 修改網格種子104
4.5 檢查有限元網格104
4.5.1 有限元網格檢查（Verify）104
4.5.2 檢查三角形單元的質量105
4.5.3 檢查四邊形單元的質量105
4.5.4 檢查四面體單元的質量105
4.5.5 檢查五面體單元的質量106
4.5.6 檢查六面體單元的質量106
4.5.7 檢查節點106
4.5.8 檢查中間節點106
4.5.9 檢查超級單元107
4.6 基于有限元網格模型的其他操作107
4.6.1 重新標號107
4.6.2 聯結（Associate）108
4.6.3 解除聯結（Disassociate）108
4.6.4 優化（Optimize）108
4.6.5 顯示信息109
4.6.6 刪除有限元元素（Delete）109
4.7 創建有限元網格實例109
4.7.1 卷簧網格劃分實例109
4.7.2 支架網格劃分實例112
4.7.3 連桿網格劃分實例114
4.8 托架線性靜力分析全程實例——網格劃分117
第5章 材料屬性118
5.1 概述118
5.2 創建材料模型120
5.2.1 材料模型的分類120
5.2.2 創建材料模型的方法122
5.3 顯示材料模型123
5.4 工程實例123
5.4.1 各向同性材料模型實例123
5.4.2 九層復合材料模型實例125
5.4.3 溫度相關材料模型實例126
5.5 托架線性靜力分析全程實例——定義材料本構關系127
第6章 單元屬性128
6.1 概述128
6.2 創建單元屬性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/邊界條件的創建、顯示、修改、刪除143
7.2.1 創建載荷/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 應用實例146
7.3.1 創建平板位移邊界條件實例146
7.3.2 創建徑向載荷實例147
7.3.3 施加變化的載荷實例148
7.4 托架線性靜力分析全程實例——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 設定分析環境并提交計算154
8.2.1 轉換參數設置154
8.2.2 分析類型的設置155
8.2.3 Subcases的定義156
8.2.4 Subcase Select157
8.3 讀取分析結果157
8.3.1 讀取分析結果157
8.3.2 將計算結果與Patran相關聯158
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