文章插图
NX Nastran【NX Nastran】NX NASTRAN是1972年Nastran商业版共享后出现的产品 。
起源Nastran ， 即NASA 结构分析系统 ， 是1966年美国国家航空航天局(NASA)为了满足当时航空航天工业对结构分析的迫切需求 ， 主持开发大型套用有限元程式的招标 ， 有多家软体开发商中标并参与了结构分析求解器的开发过程 。1969年NASA推出了其第一个Nastran版本, 称为COSMIC Nastran 。COSMIC Nastran 是放在public domain上的公开发售版本 ， Nastran和COSMIC是NASA的注册商标 。到了八十年代 ， 又有另外两家公司UAI、 CSAR基于NASA的COSMIC Nastran 原始码推出了各自的商业版本 ， 从而市场上形成了由主要三家Nastran供应商（MSC ， UAI和CSAR）相互竞争的局面 。Nastran是工程分析界套用最为广泛的有限元软体 ， 绝大多数的商业化前后处理器都对Nastran有良好的支持 ， 其文本格式已成为标準格式 ， 其计算结果也成为CAE分析的规範 。由来1999年 ， MSC 收购了UAI 和 CSAR ， 成为市场上唯一提供Nastran商业代码的供应商 。此后 ， 美国联邦贸易委员会（FTC）认定MSC NASTRAN垄断 。为了重建Nastran市场的竞争 ， FTC做出了如下的几项裁决（关于FTC官方裁决 ， 请参看附录一）：l MSC.Software公司必须共享MSC NASTRAN最新商业版(当时为2002年11月v2001r9) ， 以重新建立NASTRAN市场竞争（该版本即MSC Nastran V1.0）l 共享内容包括用于Nastran开发、销售用的所有MSC NASTRAN的原始码、目标代码、测试案例、开发环境和所有文档的永久使用权许可l 告知在过去3年多时间（仅限美国）已购买了MSC.Software公司的永久使用许可的用户 。这些用户有权转而使用EDS的NX Nastran ， 并由MSC.Software退还差额赔偿l MSC和UGS 必须保证在未来3年内数据的兼容性 ， MSC Nastran将继续使用通用的Nastran格式 ， 以确保那些转到NX Nastran的用户能使用过去的NASTRAN输入/输出档案l 获得许可的机构(EDS)应获得MSC.Software、UAI和CSAR公司雇员的名单 ， 并有权僱佣他们FTC的裁决使得一个强有力的公司——UGS PLM Solutions加入到Nastran的市场中来 ， Nastran由单一供应商MSC转为两家互相竞争的供应商 ， NX NASTRAN在各行业得到的认证同样适用于NX Nastran产品 ， 不需要进行再次认证 。2003年9月 ， NX Nastran产品正式发布 。UGS PLM承诺将全力开发支持 NX Nastran和NX NASTRAN 前后处理器（NX MaterFEM, Femap, NX Scenario） ， 并在近两年中每年推出两个NX Nastran新版本 。由于FTC的裁决使得MSC公司的雇员名单也已共享 ， 因此已经有许多资深的NASTRAN专家加入到UGS PLM Solutions的开发队伍中来 。包括：1． Dr. Louis Komzsik ， 前MSC的首席算法专家 ， 有超过30年的结构分析经验和20年在MSC的工作经历；2． Dr. Tom Kowalski ， 前MSC数值计算专家 ， 10年专注于高性能科学计算研究；3． Mr. Ken Burrell ， 前MSC和UAI程式开发人员 ， 20年开发经验；4． Mr. Richard Bush, 前MSC市场负责人 ， 17年MSC市场运作管理经验 。5． Dr. Mark Donley… 等等UGS PLM有超过两千人的研发队伍 ， 其中仅CAE开发人员就已经超过600人 。这些人员有平均15年以上的开发经验 ， 而且在 2004年和2005 年将继续扩大队伍 。UGS中国上海研发中心已经成立 ， 将专注于CAE研发和本地化 。由于UGS PLM Solutions投入了大量的CAE研发力量 ， 许多国际用户对NX Nastran的未来发展充满信心 ， 并有大量用户已经从NX NASTRAN转到了NX Nastran 。在NX Nastran推向市场三个月内 ， 有超过5000个license的国际用户转而套用NX Nastran ， 其中包括Daimler Chrysler ， Caterpillar Tractor ， Lockheed-Martin ， GE Power Systems ， Nissan R&D- USA ， FORD Europe ， EADS ， Matra Automotive ， Liebherr Spac ， Gulf Aircraft Maintenance ， Yokohama Rubber ， Hyundai Heavy Ind ， Tata Steel ， Honeywell Aerospace等等 。西门子已经完成对产品生命周期管理（PLM）软体和服务提供商UGS公司的收购 ， 并于 2007年5月4日生效 。UGS公司从此将更名为“UGS PLM软体公司”（UGS PLM Software） ， 并作为西门子自动化与驱动集团（Siemens A&D）的一个全球分支机构展开运作 。分析功能介绍与当前版本的商业软体NX NASTRAN一样 ， NX Nastran是国际上套用最广泛的CAE工具 ， 大量的製造厂商依靠其分析结果来设计和生产更加安全可靠产品 ， 得到更最佳化的设计 ， 缩短产品研发周期 。三十多年来, Nastran已经成为了几乎所有国际大企业的工程分析工具 ， 套用领域包括航空航天, 汽车 ， 军工 ， 船舶 ， 重型机械设备 ， 医药和消费品等 ， 这也使得其分析结果成为了工业化的标準 。对于大型企业来说 ， NX Nastran是一个独立的解决方案 。它通常运行区域网路上 ， 支持多用户 ， 多平台系统 ， 并可以和多种有限元前后处理器协同工作 。这些处理器包括EDS和其他许多CAE供应商提供的高效易用的专业产品 。NX Nastran适用于需要完成大量流程化分析计算的用户 。它的特点是灵活 ， 可靠并能同大量的其他分析软体协同运作 ， 形成统一高效的分析流程 ， 并在整个流程中承担核心求解功能 。它的数据格式可以在绝大多数的CAE软体中识别和使用 ， 使得同其他CAE使用者交换数据的方式灵活方便 ， 大大减少了数据转换和共享的工作量 。目前的NX Nastran 产品包括： NX Nastran -- Basic: NX Nastran 的基本模组 ， 包括线性静力 ， 模态 ， 屈曲和热传递功能 。NX Nastran -- Nonlinear: 支持材料非线性 ， 几何非线性和接触分析 。NX Nastran -- Dynamic Response: 在时域和频域中计算结构在外在激励下的动力学回响 。NX Nastran -- Superelements: 将超大模型分解为小的子结构求解 。NX Nastran -- Direct Matrix Abstraction Program (DMAP): 允许用户进行二次开发 ， 将自己的算法和套用扩充到NX Nastran 中 。NX Nastran -- Aeroelasticity: 对气流作用下的模型进行分析 。NX Nastran -- Optimization: 自动叠代完成最佳化设计 。Nastran for Femap: 基于Windows环境 ， 将 Femap的前后处理功能和 NX Nastran 分析能力结合在一起 。NX Nastran -- Advanced Aeroelasticity: 预测结构在气流作用下的回响 ， 并可以进行超音速分析 。NX Nastran -- Rotor Dynamics: 一个新的动态分析能力 ， 专门针对转子动力学分析 。NX NASTRAN在结构动力学分析中有非常多的技术特点, 具有其它有限元分析软体所无法比拟的强大分析功能 。结构动力分析不同于静力分析,常用来确定时变载荷对整个结构或部件的影响, 同时还要考虑阻尼及惯性效应的作用 。全面的NX NASTRAN动力学分析功能包括: 正则模态及复特徵值分析、 频率及瞬态回响分 析、 (噪)声学分析、 随机回响分析、 回响及冲击谱分析、 动力灵敏度分析等 。针对于中小及超大型问题不同的解题规模, 用户可选择NX NASTRAN不同的动力学方法加以求解 。在处理大型结构动力学问题时如不利用特徵缩减技术将会使解题效率大大降低 ， 而NX NASTRAN的通用动力缩减算法（GDR法）在运算时可自动略去对分析影响不大的自由度 ， 而不必象其他缩减法那样更多地需要由用户进行手工干预 。此外速度更快、磁碟空间更节省的稀疏矩阵解算器适用于所有的动力分析类型, 半频宽缩减时的自动内部重排序功能及并行向量化的运算方法可使动力解算效率大大提高 。