patran入门实例13.docx
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patran入门实例13
patran入门实例13
与空间相关的物理特性
课程13.与空间相关
的物理特性
目的：
把表示物理特性的变量写成空间坐标的函数。
136PATRAN301练习手册一R7.5
与空间相关的物理特性
模型描述：
在本练习中，将生成中间带圆孔的圆板的一部分。
山于模型的对称性，只建立
45?
的一小块板。
还将生成关于空间变量的材料特性和物理特性。
RadialDistance・『•inches
表13-1
分析代码：
MSC/NASTRAN
有限元网格
单元类型：
四边形单元Quod4
总体边长：
0.3英寸
材料常数描述:
钢（Steel）铝（Aluminum）弹性模量,E（psi）:
30E610E6泊松
比,v：
0.300.2024密度,P（lb-sec/in）:
0.00073240.0002588
137PATRAN301练习手册一R7.3
与空间相关的物理特性
建议的练习步骤：
产生新的数据库，并命名为Circular^Plate.db。
把Tolerance设为Default,AnalysisCode设为
MSC/NASTRANo
按图13-1,生成一块圆板的45?
儿何体。
参照表13-1,生成有限元网格。
生成一个圆柱坐标系，原点位于,0,0,0,oR轴、T轴、Z轴分别与总体坐标系的X轴、Y轴、Z轴一致。
在圆柱坐标系下，定义一个空间变量表达式，并命名为
Thickness_spatialo它表达模型的片度变化，通过绘制XY图来
校验。
用表13-1的数据，生成各向同性的钢和铝的材料特性。
检查每种材料类型的刚度矩阵C。
ijkl
用材料类型与单元两度生成模型的单元特性。
并把单元特性定义分别命名为Prop_l和Prop_2o
通过显示厚度比例图，来校验单元厚度的空间变量是否与模型相一致。
练习过程：
1.产生新的数据库，并命名为Circular_Plate.dbo
File/NewDatabase
NewDatabaseNameCircular_Plate.db
OK
2.在NewModelPreferences框中，把Tolerance设为Default,设为MSC/NASTRAN,AnalysisType分析类型设为AnalysisCodeStructural
138PATRAN301练习手册一R7.5
与空间相关的物理特性
NewModelPreference
ToleranceDefaultAnalysisCode:
MSC/NASTRANAnalysisType:
Structural
OK
3.按图13-1,生成一块圆板的45?
儿何体。
通过生成两个相邻的、位于总体XY平面内的平面来生成45度的圆板片。
两个
表面沿着材料边界相交。
参考图13-1中的尺寸。
完成模型后，模型如下图所示：
4.参照表13-b生成有限元网格。
FiniteElements
Action:
CreateObject:
Mesh
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与空间相关的物理特性
Type:
Surface
GlobalEdgeLength:
0・5
ElementTopology:
Quad4
SurfaceList:
Surface1,2
Apply
网格模型如下图所示:
5（生成一个圆柱坐标系，原点位于,0,0,0,oR轴、T轴、Z轴分别与总体坐标系的X轴、Y轴、Z轴一致。
Geometry
Action:
CreateObject:
Coord
Method:
3Point
Type:
Cylindrical
140PATRAN301练习手册一R7.5与空间相关的物理特性
Origin:
[0,0,0Z
PointonAxis3:
[0,0,1.
PointonthePlane1-3:
[1,0,0_
Apply
6（在圆柱坐标系下，定义一个空间变量表达式，并命名为
Thickness_spatialo它表示模型的片度变化，并通过绘制XY图来校验。
在MSC/PATRAN中，物理特性的空间变量用空间表达式来表示。
在此练习中，平板厚度是关于极径的函数，将通过产生一个表格式的空间数值表达式来描述这个函数。
Fields
Action:
CreateObject:
Spatial
Method:
TabularInputFieldName:
thickness_spatialCoordinate
System：
Coord1ActiveIndependentVariable:
R
InputData・・・
键入下列三组点。
R=l.0,Value二0.20;
R二3.0,Value—0.10;
R=4.0,Value二0.10;
单击想编辑的单元，光标将出现在InputScalar数据框中。
输入数据，按
（Return）键，表格如下。
141PATRAN301练习手册一R7.5
与空间相关的物理特性
OK
Apply
此时，可用MSC/PATRANXY图的特性来校验所产生的表达式。
Action:
Show
SelectFieldtoShow：
thickness_spatial
SpecifyRange・・・
UseExistingPoints
OK
Apply
图形如下所示。
以后，将会学到如何改变图的标题、颜色、线型、记号和其它的属性。
142PATRAN301练习手册一R7.5
与空间相关的物理特性
取消图形显示，并单击UnpostCurrentXYWindow钮来关闭XYPlot窗口。
XYPlot
Action:
Delete
Object：
XYWindowExistingXYWindows：
XYResultWindow
Apply
当问是否的确要删除XY窗口时，回答Yes。
7.用表13-1的数据，生成各向同性的钢和铝的材料特性。
Materials
Action:
Create
Object:
IsotropicMethod:
ManualInputMaterialName:
steel
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与空间相关的物理特性
InputData・・・
ElasticModulus:
30E6
Poission*sRatio:
0.3
Density:
0.0007324
Apply
Cancel
对材料Aluminum重复如上操作。
8.检查每种材料类型的刚度矩阵C。
ijkl
校验所键入的材料常数，从Materials框的Action操作菜单中选择Show。
Action：
Show
MaterialName:
steel
showProperties・・・
showMaterialStiffness・・・
为观察矩阵中任一单元格的内容，可单击这个单元格。
如，单击左上角的单元格。
9.用材料类型与单元厚度生成模型的单元特性。
并把单元特性定义分别命名为Prop_l和Frop_2。
Properties
Action:
CreateDimension:
2D
ShellType:
PropertySetName:
Propel
InputProperties・・・
MaterialName:
m:
steel
144PATRAN301练习手册一R7.5
与空间相关的物理特性
Thickness:
f:
thickness_spatial
OK
SelectApplicationRegion:
Surface1
Add
Apply
用同样的过程指定表面2（Surface2）的材料为aluminum。
10.通过显示厚度比例图，来校验单元厚度的空间变量是否与模型相一致。
最后一步，将用指定平板单元的厚度来生成一个单元填充图。
ShowAction:
ExistingProperties:
ThicknessDisplayMethod:
ScalarplotGroup
Filter:
Scalarplot
Apply
根据真实的特性范Rl,重设跨度范用。
Display/Ranges・・・
FitResults
Calculate
Apply
Cancel
视图如下所示：
145PATRAN301练习手册一R7.5
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通过单击主窗口中如下的扫帚图标来重新恢复窗口设置。
最后退岀MSC/PATRANo
File/Quit
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