Nastran. Геометрическая модель из AutoCAD для NASTRAN

Геометрическая модель служит лишь каркасом (сосудом) для удобства создания конечно-элементной сетки. После построения конечно-элементной модели, исходная геометрия может быть удалена.

Для построения конечно-элементной модели из стержней и пластин геометрическая модель необязательна, так как в NASTRAN-е есть достаточно мощный аппарат автоматизированного создания конечно-элементной сетки без использования геометрической модели.

Однако для построения конечно-элементной модели из трёхмерных элементов без геометрической модели практически не обойтись (объемная геометрия служит сосудом для заполнения трёхмерными элементами).
Необязательный промежуточный этап построения геометрической модели окупается, если, во-первых, необходимо построить модель сложной формы, а во-вторых, имеется удобный и производительный AutoCAD (с навыками трёхмерного моделирования в нём).

В NASTRAN-е есть свой собственный графический редактор по возможностям даже в чём-то мощнее AutoCAD-а, однако, очень неудобный и непроизводительный.

В пользу AutoCAD-а выступает и сам NASTRAN - у него отличный импорт.

Ещё два преимущества:

а). если вы уже знаете AutoCAD, то вам не надо изучать геометрический редактор NASTRAN-а и его команды создания конечно-элементной сетки (а это около 40% познания NASTRAN);

б). как правило все детали уже начерчены конструктором в AutoCAD-е.
Итак, чем сложнее модель, тем больший выигрыш получается от использования AutoCAD-а.

Из AutoCAD-а в NASTRAN можно передавать файлы двух типов: AutoCAD R12 DXF (*.dxf) и ACIS (*.sat).

ACIS - файл ASCII-формата для геометрического ядра твёрдотельного моделирования, *. sat - расширение файлов формата ACIS.

AutoCAD R12 DXF (*.dxf) переносит следующие примитивы AutoCAD-а:

- линии (line) в NASTRAN-е остаются линиями;
- 3D грань (3Dface - трёхмерная грань) и многоугольная сеть (Polygon Mesh, 3dMesh) в NASTRAN-е преобразуются (по выбору) в плоские конечные элементы или каркасы из линий;
- а также слои и цвета.
ACIS (*.sat) переносит следующие примитивы AutoCAD-а:
- твёрдые тела (3D Solid), Body и области (Region) в NASTRAN-е остаются твёрдые телами с поверхностями.

Можно подготовить несколько типов геометрических моделей. Тип модели выбирается в зависимости от размера и сложности модели. Рассмотрим четыре типа геометрических моделей:

1. Твёрдотельная модель из твёрдых тел (3D Solid) ей будет соответствовать конечно-элементная модель из трёхмерных (объёмных) элементов. Этот тип моделей подходит для объёмных массивных конструкций (опоры, ж-б балки), можно применить и для тонкостенных металлоконструкций, но не очень больших размеров (габаритом примерно 2х2х2м, например опорный узел или одна марка);

2. Модель из двумерных областей (Region) объединённых в одно тело, ей будет соответствовать конечно-элементная модель из пластинок (плоские, двухмерные конечные элементы). Этот тип моделей подходит для тонкостенных металлоконструкций габаритом примерно 10х10х10м сложной формы со всеми подробностями;

3. Модель из двумерных областей (Region) не объединённых в одно тело, но с общими рёбрами, ей будет соответствовать конечно-элементная модель из пластинок (плоские, двухмерные конечные элементы). Этот тип моделей подходит для тонкостенных металлоконструкций размерами примерно с малый мост. У данного типа модели есть очень большое преимущество: по ходу работы легко менять плотность сети в нужных местах.

4. Модель из трёхмерных граней (3Dface) и линий (line), ей будет соответствовать конечно-элементная модель из пластинок (плоские, двухмерные конечные элементы) и стержней. Этот тип моделей подходит для тонкостенных металлоконструкций любого размера.

Также возможны различные сочетания приведённых типов моделей.

Кстати, NASTRAN легко экспортирует модели в другие расчётные комплексы, поэтому ниже изложенное могут взять себе на вооружение не только пользователи NASTRAN-а.