结构分析的计算机算法作业
学    院 ＿机械自动化学院＿＿
专    业 ＿机械设计及理论  ＿
学    号 ＿            ＿＿＿
学生姓名 ＿＿               
日    期               ＿＿ 
《结构分析的计算机算法》作业
              ——patran&nastran有限元软件进行分析
一、问题的描述
1.结构分析的对象：
此次结构分析的对象为一圆形截面的标准拉伸试件，其机构如图1所示。
图1 拉伸试件示意图
其中D1=8mm，D2=20mm，L0=80mm，L1=100mm，L2=180mm，R=6mm。设定拉杆材料为Q235。
2.工作载荷：
拉杆的左右端面上施加轴向对称载荷p，且p=10000N。
3.边界条件：
考虑拉杆的受力情况，拉杆在整个受拉过程中不发生扭转，中心平面处应不发生轴向位移，故在拉杆的对称中心平面上应施加轴对称约束。
4.分析的目的及内容：
本次有限元分析为静力分析，目的是求解出拉杆在载荷作用下的受力与变性情况，进而对拉杆进行强度校核与刚度分析。
二、分析模型
由拉杆的几何机构可以看出，模型是上下左右对称的，可以对拉杆的八分之一进行建模，再进行有限元网格的划分，再通过镜像得到整个模型和网格。在横截面上用映射网格划分模式划分四边形网格，然后将四边形网格拉伸成六面体网格，连接大截面和小截面的连接处，可以用旋转生成六面体的方法画网格；在六边形处，可以在一个面上画出四分之一的网格，然后进行拉伸。
从拉杆的受力与结构来看，拉杆受对称载荷作用，且不产生扭转。所以应在中间节点处施加X方向的约束，固定沿拉杆轴向的自由度；而在拉杆的两端分别施加Y方向与Z方向的约束，固定拉杆径向自由度。施加约束的各节点同时约束三个方向的扭转。由于拉杆所受应力为对称拉应力，故左右两端节点施加拉应力，因p=10000N，拉杆端面直径D2=20mm，所以拉杆两端受到压强为P=31.847Mpa。采用MD.Patran 2008作为前后处理器，MD.Nastran作为求解器。
三、模型创建过程
通过前面的分析，现在可以使用patran&nastran对拉杆进行有限元分析。
1.在Patran中建立几何实体模型
1.1 安装Patran和Nastran有限元分析软件
软件安装完成后，桌面上显示Patran和Nastran的快捷图标。首先设置工作目录：在D盘中新建文件夹“patran file”，鼠标右击桌面Patran图标，在弹出的快捷菜单中点击“属性”，在“起始位置”处填上“D:\patran files\lagan”。
1.2建立几何模型前的准备工作
启动Patran，在Patran界面下点击File下拉菜单，选择New，在弹出如图2所示的对话框时，在“文件名”一栏中填写“lagan.db”，然后单击“OK”按钮。进入到Patran的主界面，如图2所示。
图3应用工具栏中的“Model Dimension”一栏中填入模型的最大尺寸180，单击“OK”按钮(此处为设定模型的大致范围)。
radius软件 

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