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1、第四届中国CAE工程分析技术年会论文集NXNASTRAN在福田CAE的应用廖晖王阳(北汽福田汽车股份有限公司工程研究院计算分析所北京102206)摘要：NASTRAN以其强大的线性模拟仿真技术广泛应用于汽车行业CAE结构分析中，其中从UGS发展出来的NXNASTRAN，有着自身的技术优势。福田CAE在线性仿真计算中应用了NXNASTRAN的LinearContact、Glue、Superelement、BoltPreloads功能，从而很好的解决接触问题、胶粘问题和超大规模计算问题、预紧力问题。从而福田CAE工程师更专
2、注于汽车工程分析。关键词：NASTRAN、LinearContact、Glue、Superelement、BoltPreloads1引言进入21世纪，中国CAE应用得到长足的发展。以福田CAE为例，人员从最初的5人，发展到30人；分析内容从静力学和多体动力学，拓展了NVH、CFD、碰撞、疲劳等分析。其中，有限元分析在总的工作量占80%，而与NASTRAN相关分析又占到80%。所以，福田CAE分析工作的深度和效率很大程度依赖于NASTRAN的技术能力支持。有限元线性分析中，福田CAE常用到NXNASTRAN的Linear
3、Contact、Glue、Superelement、BoltPreloads有特色的功能，来解决常见的仿真问题。2LinearContact过去的NASTRAN版本，在SOL101和SOL103中是不能施加接触。在过去，如果需要模拟接触，一般有四种方式：2.1使用GAP单元，SOL106求解使用这种方法，建立模型工作量巨大，并且一开始就要规划好划分网格的策略。还有就是求解时间很长，计算结果需要标定。2.2在ABAQUS求解进行了真正的非线性求解，必然求解时间很长。工程师很难在分析精度和工作量找到平衡。2.3在IDEAS
4、（现为masterFEm）求解结果计算数值不一致，这是因为使用不同的求解器。一直沿用IDEAS求解，是不会有任何问题。如果，仅一两个这样的接触问题，而切换求解器，是很难对结果进行评价。SOL101和SOL103中使用LinearContact很简单，只需要定义接触面和接触对就可以了。对应的卡片，例如：BCSET=1BCTSET1120.015.00000$*I-DEASregion:1name:CONTACTREGION1BCRPARA1BOT0.0BSURF1116THRU193++195197+$*I-DEASre
5、gion:2name:CONTACTREGION2141第四届中国CAE工程分析技术年会论文集BCRPARA2TOP0.0BSURF2291THRU310+3GlueGlue是NXNASTRAN独特的技术优势之一，可把不连续的网格连接起来。在SOL101和SOL103中使用，几乎与LinearContact一样。对应的卡片，例如：BGSET=1$*CONTACTSETNAME=CONTACTSET1BGSET11210.00000$*I-DEASregion:1name:CONTACTREGION1BSURF11006
6、THRU1025++1200THRU1265+$*I-DEASregion:2name:CONTACTREGION2BSURF21901THRU1961++3597+4SuperelementSuperelement已是很老的概念了，主要是解决大规模计算问题，突破硬件瓶颈。在中国CAE现况，Superelement应用很不成熟。原因很多：软件接口很不好，技术人员不够了解工程需求，帮助文档也很少，从而使Superelement功能无法得到广泛应用。Superelement简单可分为Single-LevelSuperele
7、ment和MultilevelSuperelement两大类。使用中，需要注意的问题：1.明确超单元和剩余结构，定义装配关系142第四届中国CAE工程分析技术年会论文集2.规划超单元和剩余结构的节点编号3.输入输出信息的定义4.规划总成命名和空间存储实例：不同设计方案的进气管模态分析；对象：发动机总成；状态：约束模态。对应的卡片，例如：机体部分：body.dat$*GLOBALCASEDISPLACEMENT(PLOT)=ALLMETHOD=1extseout(otm,bulk(miniplot),dmigop2=30
8、)BEGINBULK$*PARAMCARDSPARAM,USETPRT,0PARAM,USETSTR1,APARAM,RESVEC,YESEIGRL11007MASSSPOINT,1001,1010QSET1,0,1001,1010ASET1,123456,1,2,3,4,5,6,7,,8,9,10进气管部分：input_air.
