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NX Nastran 超单元用户指南 一份翻译资料 (5)  

2011-12-22 08:54:15|  分类: Nastran 超单元 |  标签: |举报 |字号 订阅

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第 2 章 如何定义超单元

■ 使用零件模型数据定义一个超单元 (PARTs)

■ 使用主模型数据定义一个超单元

 

上面解释了超单元的基本概念,现在学习在 NX Nastran 中如何定义超单元。超单元使用输入文件中的 Bulk Data (模型数据) 数据段来定义。有两种定义超单元的方法:主模型数据 (main bulk data) 超单元和零件 (PARTs) 数据超单元。残余结构作为超单元 0。

以下分别给出了两种方法的说明和示例。在 NX Nastran 中,每个超单元都有一个整数识别号,标记为 SEID。每个 SEID 都必须是唯一的正整数 (残余结构为例外,作为超单元 0)。

如果没有定义超单元,则认为模型中只有残余结构,将执行常规的求解 (没有超单元)。默认的,如果没有定义超单元,对所有的超单元解都将执行常规的求解。

顾名思义,主模型数据超单元 (main bulk data superelements) 是在输入文件的主模型数据段中定义的。在使用这一方法定义超单元时,输入数据被分割为几个部分,每个部分是一个超单元。这一方法好比将糕点切割为几块,即将一个完整的模型分割为若干超单元。

零件超单元 (PART superelements) 定义的方法不同。每个超单元在自己的分块模型数据段中定义。这些独立的数据段都是自身完整的,包括其所描述部件的所有几何、单元、属性、约束和载荷数据。然后,一系列单独的部件装配成最终的有限元模型。

两种方法可以单独或合并使用,取决于用户的选择。在 MSC.Nastran 69 版之前,只有主模型数据超单元可以使用。MSC.Nastran 69 版及之前版本的输入文件可以用于后续的版本,任何超单元的输入都和以前一样处理。

如果定义了零件超单元,程序将使用不同的分组方法将主模型数据段分割为超单元。同样的,如果用户在 MSC.Nastran 69 及以前版本的输入文件中添加了零件超单元的数据,则主模型超单元定义的数据将失效。

 

2.1 使用零件 (PARTs) 模型数据定义超单元

    零件是用单独的模型数据段定义的单个的部件。因此,每个零件可以看作一个单独的部件模型。NX Nastran 自动确定不同零件中的一致节点并连接部件模型以创建装配模型。

对每个零件,模型数据段可以分为单独的数据段。使用 BEGIN SUPER 卡进行分割。这一卡的形式如下:

BEGIN [BULK] SUPER = i

其中:i 是要定义的超单元的编号。这一命令的常用格式如下:

BEGIN SUPER = i

这也是本指南中所使用的格式。

在 MSC.Nastran 69 及以前版本的输入文件中,模型数据段是单独的一段,包含除了优化以外的全部模型数据。整个模型数据定义在 BEGIN BULK 和 ENDDATA 之间。每个节点都必须是唯一的,每个单元编号也必须是唯一的。 在 MSC.Nastran 69 版的输入文件中,可以用 BEGIN SUPER 命令将模型数据段分割为单独的部件模型。这样,每个部件模型都是一个自身完整的模型,定义了总模型中的一个零件。在每一个部件的数据段中,节点和单元的编号仍必须是唯一的,但是,不同的零件可以使用相同的节点或单元编号,因为在数据文件中他们是独立的数据段。

 

使用零件 (PARTs) 模型的数据段

当使用零件模型数据段时,整个模型被分为不同的数据段。包含在BEGIN BULK 和第一个 BEGIN SUPER 或 ENDDATA 之间的数据段称为主模型数据段。如果只有这一个数据段,这文件和 MSC.Nastran 69 及以前的版本兼容。在这一段中可以使用后面在 “在主模型数据段中定义超单元” 中说明的方法来定义超单元 (虽然是不必要的)。在这一段中定义的超单元称为主模型数据超单元

定义零件时,无需告诉 NX Nastran 何处与其它超单元连接。程序本身会自动确定那些节点是重合的,并 (默认) 自动连接任何重合的节点。本节后面将讨论如何防止自动连接。

 

使用零件超单元时输入文件的格式

在使用零件超单元时,执行控制段合情况控制段不变,只有模型数据段不同。一个输入文件的例子如下:

        SOL 101

        CEND

        TITLE = Sample Input File Demonstrating PARTs

        .        .

        BEGIN BULK

        $

        $ MAIN BULK DATA SECTION

        $

        .        .

        BEGIN SUPER = 1

        $

        $ data for PART 1

        $

        .        .

        BEGIN SUPER = 25

        $

        $ data for PART 25

        $

      .......

        ENDDATA

本例中,有一个主模型数据段 (在其中可以定义一些主模型数据超单元) 和两个零件超单元 (1 and 25)。每一段都是自身完整的,也就是说,零件 1 中的卡片不能被该输入文件中其它任何数据段所引用,对其它零件也是如此,他们都必须是自身完整的。

有几个主模型数据卡可以用来移动、拷贝或手工连接零件,除了这几个卡,没有任何其它的卡可以在不同的模型数据段之间互相引用数据。

下面说明如何使用零件超单元定义双头苍蝇拍模型 (使用前面的数据)。将定义 7 个超单元和一个残余结构。下图显示如何将这一模型分割为超单元:

                    NX Nastran 超单元用户指南 一份翻译资料 (5) - htbbzzg - htbbzzg的博客
 

本例中,每个超单元用一个 Part,或单独的模型数据段来定义。因此,在输入文件中有 7 个 BEGIN SUPER 分段。残余结构在主模型数据段定义 (这不是必须的,只是一个可选项)。以下为求解这一问题的输入文件:

$

$ file - se1s101p.dat

$

$ all 7 s.e. brought in using begin super

$ duplicate boundary grid ids

$ each s.e. contains its own property description

$

SOL 101

CEND

TITLE = S.E. SAMPLE PROBLEM 1

SUBTITLE = S.E. STATICS - RUN 1 - MULTIPLE LOADS

DISP = ALL

$

$ default is super = all for V69

$

$ set defaults for all se - see section 5

$

PARAM,GRDPNT,0

PARAM,WTMASS,.00259

SUBCASE 101

LABEL = PRESSURE LOAD

LOAD = 101

$

SUBCASE 201

LABEL = 2# NORMAL LOADS

LOAD = 201

$

SUBCASE 301

LABEL = OPPOSING LOADS

LOAD = 301

$

include ’plot.dat’

$

BEGIN BULK

$

$ main bulk data section

$

include ’part0.dat’

$

begin super=1

$

include ’loadprt1.dat’

include ’part1.dat’

$

begin super=2

$

include ’loadprt2.dat’

include ’part2.dat’

$

begin super=3

$

include ’part3.dat’

$

begin super=4

$

include ’part4.dat’

$

begin super=5

$

include ’part5.dat’

$

begin super=6

$

include ’part6.dat’

$

begin super=7

$

include ’part7.dat’

$

Enddata

 

各 Include 语句引用的文件的内容在后面给出。执行控制采用 SOL 101,包含超单元的静力求解。情况控制部分定义了三个子情况,在模型中提供了对所有超单元的默认参数 (对于超单元的情况控制的详细说明见第 5 节)。文件 plot.dat 是一个绘图输出要求文件,在超单元绘图要求部分说明。

由于这一模型包含残余结构的物理模型,因此存在主模型数据段,但非常短。相应模型定义在文件 part0.dat 中,其内容如下:

CQUAD4 5 1 13 14 24 23

$

GRDSET 6

GRID 13 -.4 3.6 0.

GRID 14 .4 3.6 0.

GRID 23 -.4 4.4 0.

GRID 24 .4 4.4 0.

$

MAT1,1,30.+6,,.3,.283

PSHELL,1,1,.05,1,,1

$

param,wtmass,.002588

这一文件包含了残余结构的物理模型,其中有 5 个单元、其附属节点,以及相关的属性和参数。注意,这一文件只包含这些信息,不包含用于在零件之间进行连接的节点的拷贝 (如果愿意,也可以把这些节点的拷贝放到残余结构中,结果和单级求解是一样的)。残余结构的结束为主模型数据段的结束或超单元说明的开始 -  BEGIN SUPER = 1。后续卡片属于各零件。

 

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