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拓扑优化是与参数化形状优化或尺寸优化不同的非参数化形状优化方法。在产品概念设计阶段,为结构拓扑形状或几何轮廓提供初始建议的设计方案。MSC.NASTRAN现有的拓扑优化能够完成静力和正则模态分析。拓扑优化采用Homogenizaion方法,以孔尺寸和单元方向为设计变量,在满足结构设计区域的剩余体积(质量)比的约束条件下,对静力分析满足**小平均柔度或比较大平均刚度,在模态分析中,满足比较大基本特征值或指定模态与计算模态的**小差。目前的拓扑优化设计单元为一阶壳元和实体单元。集成在MSC.NASTRAN中的拓扑优化,通过特殊的DMAP工具,建立了新的拓扑优化求解序列。在MSC.PATRAN中专门的拓扑优化preference,支持拓扑优化建模和结果后处理。利用MSC.NASTRAN高级单元技术和静力分析,模态分析的有效解法,可以非常有效地求解大规模的拓扑优化模型。用户可以利用Actran VibroAcoustics直接创 建结构动力学模型及声振耦合模型。常州机械MSC软件-dytran

静动气弹响应分析气弹响应分析计算结构在亚音速下在离散或随机二维阵风场中的响应,输出包括位移、应力、或约束力、加速度可以从阵风断面的二阶时间导数的响应来获得,随机阵风分析给出响应功率谱密度、均方根和零交平均频率。气动颤振分析空气动力颤振分析考虑空气弹性问题的动力稳定性。它可以分析亚音速或超音速流。系统求出一组复特征解,提供可用五种不同的气动力理论,包括用于亚音速的DoubletLattice理论。Strip理论以及用于超音速的Machbox理论、Piston理论、ZONA理论等。对于稳定性分析系统提供三种不同的方法:二种美国方法(K法,KE法)和一种英国方法(PK法),输出包括阻尼、频率和每个颤振模态的振型。气弹优化分析在MSC.NASTRAN中,气弹分析与设计灵敏度和优化功能的完美集成为气弹分析提供了更强有力的设计工具。气弹灵敏度分析主要用来确定结构响应的改变如位移、速度等对结构气动特性的影响程度。气弹优化则是依据气弹响应及灵敏度分析的数据自动地完成满足某一设计变量(如:应力、变形、或颤振特性)的设计过程。

7.2设计灵敏度分析设计灵敏度分析是优化设计的重要一环,可成倍地提高优化效率。这一过程通常可计算出结构响应值对于各设计变量的导数,以确定设计变化过程中对结构响应**敏感的部分,帮助设计工程师获得其**关心的灵敏度系数和比较好的设计参数。灵敏度响应量可以是位移、速度、加速度、应力、应变、特征值、屈曲载荷因子、声压、频率等,也可以是各响应量的混合。设计变量可取任何单元的属性如厚度、形状尺寸、面积、二次惯性矩或节点坐标等。在灵敏度分析的基础上,设计优化可以快速地给出比较好的设计变量值。MSC.NASTRANV70中增加的新功能,采用共轭灵敏度分析代替直接的灵敏度分析,使解决诸如几十万个以上自由度,几百个参与频率,并考虑上百个设计变量的多种工况组合的动力响应优化成为现实。Simufact Forming是面向从事金属成型与加工仿真分析领域公司应用的软件工具。

4.4瞬态响应分析(时间-历程分析)瞬态响应分析在时域内计算结构在随时间变化的载荷作用下的动力响应，分为直接瞬态响应分析和模态瞬态响应分析。两种方法均可考虑刚**移作用。(a).直接瞬态响应分析该分析给出一个结构对随时间变化的载荷的响应。结构可以同时具有粘性阻尼和结构阻尼。该分析在节点自由度上直接形成耦合的微分方程并对这些方程进行数值积分,直接瞬态响应分析求出随时间变化的位移、速度、加速度和约束力以及单元应力。(b).模态瞬态响应分析在此分析中,直接瞬态响应问题用上面所述的模态分析进行相同的变换,对问题的规模进行压缩。再对压缩了的方程进行数值积分从而得出与用直接瞬态响应分析类型相同的输出结果。Simufact Forming是一个面向专业成型技术，容易使用的仿真工具。常州MSC软件-nastran

Digimat-MF是基于Eshelby夹杂理论，采用Mean Field均匀化方法的多相材料非线性材料性能预测工具。常州机械MSC软件-dytran

6.3线性/非线性瞬态热传导分析线性/非线性瞬态热传导分析用于求解时变载荷和边界条件作用下的瞬态温度响应,可以考虑薄膜热传导、非稳态对流传热及放射率、吸收率随温度变化的非线性辐射。

6.4相变分析该分析作为一种较为特殊的瞬态热分析过程,通常用于材料的固化和溶解的传热分析模拟,如金属成型问题。在MSC.NASTRAN中将这一过程表达成热焓与温度的函数形式,从而**提**析的精度。

6.5热控分析MSC.NASTRAN可进行各类热控系统的分析,包括模型的定位、删除、时变热能控制等,如现代建筑的室温升高或降低控制。自由对流元件的热传导系数可根据受迫对流率、热流载荷、内热生成率得到控制，热载和边界条件可定义成随时间的非线性载荷。

6.6空气动力弹性及颤振分析气动弹性问题是应用力学的分支,涉及气动、惯性及结构力间的相互作用,在MSC.NASTRAN中提供了多种有效的解决方法。人们所知的飞机、直升机、导弹、斜拉桥乃至高耸的电视发射塔、烟囱等都需要气动弹性方面的计算。MSC.NASTRAN的气动弹性分析功能主要包括:静态和动态气弹响应分析、颤振分析及气弹优化。 常州机械MSC软件-dytran

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