本书介绍了Patran2014软件的基本操作以及Nastran2014的求解分析，全书共分为19章。第1章简介MSC公司以及Patran和Nastran的基本功能；第2章简介使用Patran建模和Nastran分析的过程；第3章介绍使用Patran建立几何模型；第4章介绍使用Patran进行有限元网格划分；第5章介绍材料属性；第6章单元属性；第7章介绍工况及边界条件；第8章介绍了如何进行分析控制；第9章介绍分析结果后处理。第10章至19章是实例章，涵盖了使用Nastran分析的主要分析类型，其中第10章介绍基本使用实例；第11章介绍静力学分析；第12章介绍屈曲分析；第13章介绍模态分析；第14章介绍瞬态响应分析；第15章介绍频率响应分析；第16章介绍随机响应分析；第17章介绍非线性分析；第18章介绍结构拓扑优化；第19章介绍热传导分析。对所有实例的操作步骤都提供了详细的文字和图例说明，以便于读者学习掌握。本书适合于高等院校研究生作为计算机辅助有限元分析软件自学教材，也可以作为各科研院所研究人员的研究参考资料。
随着市场竞争的日趋激烈，制造厂商们对CAE在产品设计制造过程的重要作用认识得越来越清楚。CAD技术着重解决的是产品的设计质量问题（如造型、装配和出图等），CAM技术着重解决的是产品的加工质量问题，而CAE技术着重解决的是产品的性能问题。一方面由于CAD/CAM系统间各具特色，另一方面由于产品性能仿真所涉及的内容及学科多样性、合作对象的多元化，因此设计和制造厂商对于能够将各种设计、分析、制造、测试软件紧密有效地集成为一个易学易用的完整框架系统的需求也就变得更加迫切，从而最大限度地降低开发成本、加快产品投放市场和缩短设计周期。
MSC.Software Corporation（简称 MSC.Software）创建于1963 年，总部设在美国洛杉矶，是享誉全球最大的工程校验、有限元分析和计算机仿真预测应用软件（CAE，Computer Aided Engineering）供应商。
Patran 是一个集成的并行框架式有限元前后处理及分析仿真系统。Patran 最早由美国宇航局（NASA）倡导开发, 是工业领域著名的并行框架式有限元前后处理及分析系统，其开放式、多功能的体系结构可将工程设计、工程分析、结果评估、用户化设计和交互图形界面集于一身，构成一个完整的 CAE 集成环境。使用Patran可以帮助产品开发用户实现从设计到制造全过程的产品性能仿真。Patran 拥有良好的用户界面，便于用户学习和使用。
Nastran是美国国家航空航天局（简称NASA）为适应各种工程分析问题而开发的多用途有限元分析程序。这个系统称作NASA Structural Analysis System，命名为Nastran。为了迎合企业准确充分地模拟产品的真实性能的需求，结合当今计算方法、计算机技术的最新发展，从2001年以来，MSC.Software投入了大量的研发力量进行MD技术研发，在2006年成功发布了新一代的多学科仿真工具Nastran，在继承原有Nastran强大功能的基础上，陆续集成了Marc、Dytran、Sinda、Dyna和Actran等著名软件的先进技术，大大增强了高级非线性、显式非线性、热分析、外噪声分析等功能。
本书介绍了Patran 2014软件的基本操作以及Nastran 2014的求解分析，全书共分为19章。第1章介绍了MSC公司以及Patran和Nastran的基本功能；第2章介绍了使用Patran建模和Nastran 分析的过程；第3章介绍了使用Patran建立几何模型；第4章介绍了使用Patran 进行有限元网格划分；第5章介绍了材料属性；第6章介绍了单元属性；第7章介绍了工况及边界条件；第8章介绍了如何进行分析控制；第9章介绍了分析结果后处理。第10章至19章是实例，涵盖了使用Nastran分析的主要分析类型，其中第10章介绍了基本使用实例；第11章介绍了静力学分析；第12章介绍了屈曲分析；第13章介绍了模态分析；第14章介绍了瞬态响应分析；第15章介绍了频率响应分析；第16章介绍了随机响应分析；第17章介绍了非线性分析；第18章介绍了结构拓扑优化；第19章介绍了热传导分析。同时对所有实例的操作步骤都提供了详细的文字和图例说明，以便于读者学习掌握。
随书多媒体光盘包含全书所有实例源文件和操作过程录屏AVI文件。可以帮助读者更加形象直观地学习本书内容。
本书由三维书屋工作室总策划，参加编写的有胡仁喜、刘昌丽、龙凯、董伟、周冰、张俊生、王兵学、李瑞、王玮、王敏、王义发、王玉秋、王培合、闫聪聪、张日晶、路纯红、康士廷、王艳池、卢园、万金环、杨雪静、辛文彤、孟培。
由于编者水平有限，时间仓促，所以难免在内容选材和叙述上有欠缺之处。
编 者
前言
第1章 概述1
1.1 MSC公司及其产品介绍1
1.2 Patran介绍2
1.2.1 图形用户界面3
1.2.2 CAD几何模型的直接访问3
1.2.3 几何造型功能4
1.2.4 分析集成4
1.2.5 有限元建模5
1.2.6 结果交互式可视化后处理6
1.2.7 高级用户化工具7
1.3 Nastran软件功能介绍7
1.3.1 静力分析8
1.3.2 屈曲分析8
1.3.3 动力学分析8
1.3.4 热分析8
1.3.5 空气动力弹性及颤振分析9
1.3.6 流固耦合分析10
1.3.7 多级超单元分析10
1.3.8 高级对称分析11
1.3.9 设计灵敏度及优化分析11
1.3.10 转子动力学特性分析12
1.3.11 概率有限元分析12
1.3.12 与ADAMS进行刚/柔性多体动力学分析12
1.3.13 Nastran的并行求解方法13
1.3.14 多种求解方法13
1.3.15 用户化开发工具DAMP语言13
第2章 Patran建模和Nastran分析过程14
2.1 有限元分析简介14
2.2 Patran 建模和Nastran分析流程15
2.2.1 Patran 2014 的用户界面介绍15
2.2.2 Patran建模和Nastran分析的一般流程20
2.2.3 Patran和Nastran 的主要相关文件21
2.2.4 单位制介绍22
2.3 实例入门——支撑结构受力变形分析23
2.3.1 前处理24
2.3.2 提交分析27
2.3.3 后处理28
第3章 创建几何模型30
3.1 直接创建几何模型30
3.1.1 创建点30
3.1.2 创建曲线35
3.1.3 创建曲面43
3.1.4 创建三维实体51
3.1.5 创建坐标系54
3.1.6 创建平面56
3.1.7 创建矢量58
3.2 转化创建几何模型58
3.3 Patran的输入输出接口63
3.3.1 Patran输入接口63
3.3.2 Patran输出接口64
3.4 编辑几何模型65
3.4.1 编辑点65
3.4.2 编辑曲线66
3.4.3 编辑曲面68
3.4.4 编辑实体72
3.5 其他几何操作73
3.5.1 删除功能73
3.5.2 信息显示73
3.5.3 检查几何模型74
3.5.4 关联75
3.5.5 反关联75
3.5.6 重新标号75
3.6 应用实例75
3.6.1 圆顶凸台建模实例75
3.6.2 叉架建模实例78
3.7 托架线性静力分析全程实例——建模85
3.7.1 创建数据库模型85
3.7.2 创建二维平面图85
3.7.3 创建三维实体87
3.7.4 创建切割实体模型88
3.7.5 创建底部圆孔90
3.7.6 打印痕91
第4章 划分有限元网格93
4.1 单元库简介93
4.2 直接创建有限元网格（Create）95
4.2.1 网格生成器的分类95
4.2.2 几何协调性和有限元协调性97
4.2.3 自动生成网格（mesh）97
4.2.4 手动生成网格98
4.2.5 创建多点约束（MPC）98
4.3 转化创建有限元网格99
4.3.1 移动、旋转和镜像创建节点/单元99
4.3.2 拉伸、滑动创建单元100
4.4 修改有限元网格模型101
4.4.1 修改网格（mesh）101
4.4.2 修改单元102
4.4.3 修改梁/杆、三角形、四边形、四面体单元102
4.4.4 修改节点103
4.4.5 修改网格种子104
4.5 检查有限元网格104
4.5.1 有限元网格检查（Verify）104
4.5.2 检查三角形单元的质量105
4.5.3 检查四边形单元的质量105
4.5.4 检查四面体单元的质量105
4.5.5 检查五面体单元的质量106
4.5.6 检查六面体单元的质量106
4.5.7 检查节点106
4.5.8 检查中间节点106
4.5.9 检查超级单元107
4.6 基于有限元网格模型的其他操作107
4.6.1 重新标号107
4.6.2 联结（Associate）108
4.6.3 解除联结（Disassociate）108
4.6.4 优化（Optimize）108
4.6.5 显示信息109
4.6.6 删除有限元元素（Delete）109
4.7 创建有限元网格实例109
4.7.1 卷簧网格划分实例109
4.7.2 支架网格划分实例112
4.7.3 连杆网格划分实例114
4.8 托架线性静力分析全程实例——网格划分117
第5章 材料属性118
5.1 概述118
5.2 创建材料模型120
5.2.1 材料模型的分类120
5.2.2 创建材料模型的方法122
5.3 显示材料模型123
5.4 工程实例123
5.4.1 各向同性材料模型实例123
5.4.2 九层复合材料模型实例125
5.4.3 温度相关材料模型实例126
5.5 托架线性静力分析全程实例——定义材料本构关系127
第6章 单元属性128
6.1 概述128
6.2 创建单元属性129
6.2.1 0D单元属性129
6.2.2 1D单元属性130
6.2.3 2D单元属性135
6.2.4 3D单元属性137
6.3 梁的显示139
6.4 显示检查单元属性139
6.5 托架线性静力分析全程实例——定义单元属性139
第7章 工况及边界条件142
7.1 概述142
7.2 载荷/边界条件的创建、显示、修改、删除143
7.2.1 创建载荷/边界条件的步骤145
7.2.2 显示、检查边界条件145
7.2.3 修改、删除边界条件146
7.3 应用实例146
7.3.1 创建平板位移边界条件实例146
7.3.2 创建径向载荷实例147
7.3.3 施加变化的载荷实例148
7.4 托架线性静力分析全程实例——定义边界条件149
7.4.1 定义位移边界条件149
7.4.2 定义载荷边界条件151
第8章 分析控制153
8.1 概述153
8.2 设定分析环境并提交计算154
8.2.1 转换参数设置154
8.2.2 分析类型的设置155
8.2.3 Subcases的定义156
8.2.4 Subcase Select157
8.3 读取分析结果157
8.3.1 读取分析结果157
8.3.2 将计算结果与Patran相关联158
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