多學科的結構分析軟體
MSC Nastran 是一個多學科的結構分析軟體。工程師用它來執行線性和非線性的靜態、動態和熱分析,並輔以自動結構優化,另有屢獲殊榮的嵌入式疲勞分析技術,以上這些都有高性能的計算能力來呈現。
工程師用 MSC Nastran 確保結構系統的必要強度、剛度和壽命,以防止可能危及結構功能和安全性的故障(過度應力、共振、挫曲或有害變形)。 MSC Nastran 還用於提高結構設計的經濟性和乘客舒適度。
製造商利用 MSC Nastran 獨特的多學科方法在產品開發過程的各個階段進行結構分析。 MSC Nastran 可用於:
- 設計過程的初期,進行虛擬原型製作,節省傳統物理原型製作的成本。
- 在產品服務期間,解決可能出現的結構問題,減少停機時間和成本。
- 優化現有設計的性能或開發獨特的產品差異化,在產業上獲得超越競爭者的優勢。
MSC Nastran這套軟體是基於複雜的數值方法,也就是最突出的有限元素方法來撰寫。非線性有限元素問題可以透過內建的隱式數值技術(implicit numerical techniques)來解決。也有許多優化的演算法可用,包括 MSCADS 和 IPOPT。MSC Nastran的疲勞分析使用的是CAEfatigue,是當今市場上運算速度最快、最強大的疲勞模擬分析軟體。
MSC Nastran的優勢
多學科結構分析
結構分析軟體多是專用於一個或幾個分析學科。要具有綜合的工程分析能力,必須要有多種軟體的解決方案,並且必須對每一種軟體進行學習訓練。 然而,MSC Nastran本真就具有多種學科的分析能力,客戶能使用單一結構分析軟體來解決各種工程問題。
結構組合模型建立
結構件很少被單獨獨立分析。結構系統由許多組件組成,必須作為一個整體組合件來進行分析。 MSC Nastran 採用多種方法來連接多個零件,以進行系統級的結構分析。
- 網格過渡區域大小常不一致網格,可以使用”永久黏合”(permanent glue)來膠合,取代傳統調整網格連接的方式
- 藉由特殊的連接元素,建構由焊縫或緊固件組成的組件,能節省模型建立時間
- 使用“模組”來組合和管理結構的多個元件,形成一個完整的組合件,不需要使用額外的連接元素或擔心 ID的編號計劃。
- 對大型組合件再次分析(re-analysis)時,建構Superlements能加快分析速度。此外,可選擇與其他製造商共享Superlements,可以對其隱藏機密設計。
- 在多零件的設計中,執行接觸分析並確定接觸應力和接觸區域
- 使用Automatic Contact Generation功能來自動建立接觸體,和定義它們之間的接觸關係,提高工作效率
自動結構優化
設計優化是產品開發中的關鍵,通常要重複地進行,需要大量的人力。 MSC Nastran有最佳化演算法,可在允許的設計空間中自動尋找最佳配置。
- 優化應力、質量、疲勞等,同時改變材料特性、幾何尺寸、載荷等設計變數。
- 透過形狀優化,增強結構件的形狀或輪廓
- 藉由拓撲優化,找到最佳複合層壓板層厚度
- 透過形貌優化,確定鈑金零件的最佳焊道或壓印圖案
- 經由拓撲優化,去除多餘和不必要的體積
- 使用多模型優化,同時優化跨學科的多個模型
高性能運算
分析模型可能非常大,需要長時間才能求解完成。使用傳統 FEM的軟體求解這類的模型可能需要數小時或數天的時間。 MSC Nastran 具有許多高性能運算的功能,能快速解決大型問題。
- 透過平行化技術利用多核和多節點集群:共享記憶體平行和分佈式記憶體並行
- 使用Automatic Solver Selection 加快大型模型的模擬時間並獲得更高的性能。 MSC Nastran 可以根據分析規範(元素類型、解決方案類型、可用記憶體等)Automatic Solver Selection 能選擇最佳求解器和最有效的平行化方法。
- 利用 nVidia GPU 卡加速實體有限元素模型的分析
- 使用高度優化的 Lanczos 求解器或Automated Component Modal Synthesis,更快地執行模態分析
客戶服務
有大量的資源來提供MSC Nastran的服務。
- 高評價的技術支援
- MSC Learning Center,可以訂閱取得完整的MSC Nastran訓練
- 超過40年的經驗,專家級技術支援。
有興趣了解更多關於MSC Nastran支援的平台,可以參考平台支援網頁。