MSC Nastran
利用稳健的非线性功能模拟现实
竞争激烈的市场迫使制造商比以往更快地创新并推出更新、更好的产品。因此，为了降低成本并减少不确定性，仿真工作需要更早的被引入到开发周期中。由于传统的CAE解决方案专注于特定学科，因此用户必须使用多种产品来实现其设计目标，从而导致仿真时间延长并增加潜在的出错可能性。
MSC Nastran 是全球制造商使用的先进求解器，MSC Nastran 提供单一的集成解决方案，可解决各种类型仿真问题，包括线性和非线性静力学、非线性动力学、热力学、热固耦合分析和转子动力学等。其模块化封装允许用户根据自己的需求调整可用功能，从而提供经济高效的分析解决方案。
MSC Nastran 高级非线性模块提供隐式非线性功能解决具有挑战性的问题，并具有单个求解器的额外优势，包括减少训练工作和提高生产率。您可以通过考虑非线性的所有可能来源，即几何非线性、材料非线性和边界条件非线性，包括接触，达到准确模拟现实的目的。
材料非线性
-非线性弹性
-超弹性 (橡胶弹性)
-粘弹性
-蠕变
-温度相关属性
-复合材料
-形状记忆合金材料
-垫片材料
客户化定义
用户定义的服务 （UDS） 功能为用户提供了一种机制，在 MSC Nastran 中利用客户的自定义子程序。UDS可用于创建自定义的单元类型、材料、接触定义、与CFD的协同仿真等。
接触分析
当考虑高柔性部件或由多个部件组成的结构装配时，渐进式变形可能会产生部件自身或部件与部件之间接触的可能性。模拟这些不同部件之间的精确相互作用需要强大的接触算法，因为这些分析可能是计算密集型的、并且高度非线性，具体取决于材料和变形的大小。
MSC Nastran通过其独特的功能提供卓越的接触解决方案：
●直观、易于设置，无需事先确定接触区域
●更快的预处理，自动检测接触区域
●通过使用 NURBS 提高准确性
●支持接触类型：解析刚体定义
●减少工作量，无需对刚体进行网格剖分
●为提高精度，最先进的段间接触检测
●支持 1D、2D 和 3D 单元，以提高灵活性
不同单元类型之间接触定义，实体单元、壳和梁之间的力矩传递，提高精度，更利于建模。
对于装配体建模，通过使用接触对轻松定义多个部件交互。
分析链定义
结构通常承受跨多个学科的载荷，为了提高准确性，考虑所有这些学科至关重要。在专注于单一学科的求解器中，多个学科之间的链接、数据传递可能效率低下且繁琐。
使用MSC Nastran，用户可以对各种学科的影响进行建模。支持功能包括：
●基于结构的非线性平衡状态进行线性的扰动分析
●支持多种扰动分析，包括线性静力学、模态分析、屈曲分析、直接和模态法频响分析、直接和模态法复特征值分析、模态法瞬态响应分析、静态气弹性分析和颤振分析
●链式热-结构分析（热分析后，进行单独的应力分析）
复合材料应力-失效分析
复合材料结构的设计和测试既昂贵又耗时。MSC Nastran 可以轻松建模和分析复合材料，从而帮助您分析层压板中每层的应力/应变响应，并了解结构的失效行为
我们提供的工具是任何常见类型的复合材料的理想选择，包括聚合物基体，金属基体，陶瓷基体，碳基体等。此外，量化损伤和失效预测的能力有助于提高复合材料产品的安全性。
使用MSC Nastran，用户可以对各种学科的影响进行建模。支持功能包括：
●对线性或非线性响应的任何可能的叠层配置进行应力分析
●可能与温度相关的材料属性
●选择最适合您应用的元件，包括壳、实心壳和实心（连续）元件
●多种复合材料失效标准可供选择，包括最大应力、最大应变、希尔、霍夫曼、蔡武、哈希、帕克、哈希胶带或哈希织物
●复合材料的渐进式失效分析，以分析材料完全降解后的结构行为
●用于抗裂纹生长和裂纹扩展研究的虚拟裂纹闭合技术
●使用内聚力模型法界面单元来进行分层模拟分析，适用于各项同性材料和复合材料结构
热分析和热固耦合分析
因为需要考虑结构性能的温度变化，热分析在使用方面仅次于结构分析。MSC Nastran 提供了一套完整的功能来解决您的热问题，支持非线性和温度相关的属性。
热变化通常会影响结构响应，反之亦然，需要进行耦合分析以更好地理解物理场。例如，制动系统中的摩擦会产生热量，温度梯度可能导致翘曲，而翘曲反过来又可能是不必要的噪音的来源。MSC Nastran 帮助您可以在单个模型中仿真多个物理场，使工程师能够同时仿真结构荷载和热荷载的相互作用。
●考虑所有传热模式的热分析（传导、对流和热辐射）
●更高效的计算辐射视角系数
●稳态和瞬态传热分析
●与温度相关的材料特性，可提高精度
●线性和非线性材料属性，用于更好地表示行为
●热接触，允许在组件之间传递热量
●以温度为初始条件执行热应力分析
●热和结构行为的耦合
●包含摩擦和内部塑性发热
功能：
●支持材料模型包括弹性塑性、超弹、形状记忆合金、复合材料、温度依赖性等
●将多个分析链接在一起，形成一个模型的多学科分析
●执行瞬态和稳态传热分析
●执行耦合和非耦合热结构分析
●利用针对性能和精度而优化的先进求解器
●在共享和分布式内存计算机上实现并行处理
●观察非线性材料的损坏和失效
●监测先进复合材料的分层和渐进性失效
●使用针对非线性分析优化的 1D, 2D and 3D 单元
●应用粘接接触方式易于模拟约束应用
●粘接接触联接不同网格
●执行热接触，在各种组件之间实现精确的热传递
高性能计算
随着仿真使用的增加，模型规模和仿真数量都在增加。然而，更严格的时间限制意味着这些分析需要更快地运行。为了应对这一挑战，MSC Nastran通过在多个方面提升解决问题能力，继续证明其在高性能计算（HPC）计算方面的领导地位。
●更快、更高效的直接和迭代稀疏求解器
●高效利用系统资源，包括 GPU 设备，以提供额外的浮点计算能力
●并行求解器，可在分布式和共享内存系统上为您提供更快的求解时间
带给企业的益处：
●方便地从线性分析过渡到非线性分析，以提高生产率
●将一个求解器用于多个学科，同时降低培训成本
●利用稳健的求解器提高非线性分析的精度
●通过多学科集成提高仿真的准确性
●利用 MSC Nastran 的胶粘接触功能，节省大型模型中重新划分网格和对齐不同网格的时间
