MSC Nastran

Effiziente Finite Elemente Analyse (FEA)

MSC Nastran ist der weltweit am häufigsten eingesetzte Finite Elemente (FE)-Solver, um Strukturanalysen in den Bereichen Statik, Dynamik und Akustik durchzuführen.

MSC Nastran ist universell einsetzbar und kann Berechnungen von linear-elastisch bis nichtlinear durchführen. Zu den Anwendungsgebieten gehören unter anderem statische, dynamische und lineare Probleme, Wärmeausbreitung, Design-Optimierung, Akustik und Noise Vibration Harshness (NVH). MSC Nastran zeichnet sich vor allem durch den extrem schnellen Solver, sehr geringe Speicheranforderungen und eine hohe Benutzerfreundlichkeit aus.

Nastran ist der Standard für die Berechnung linearer Statik und Dynamik in der gesamten Fertigungsindustrie und gilt als Wegbereiter aller heute existierenden Berechnungsprogramme. MSC Software wurde 1963 gegründet. Nur zwei Jahre später entwickelte das junge Unternehmen mit der NASA ein universell einsetzbares FE-Programm. Dieses Programm wird „NAsa STRuctural ANalysis“ getauft, kurz NASTRAN. Nahezu jedes seither entwickelte Raumfahrzeug, Flugzeug und Fahrzeug wurde mit MSC Nastran berechnet.

Zu den Stärken von MSC Nastran zählen Statik, Dynamik, Eigenwerte, Frequenzganganalysen, transiente Analysen, Innenraum Akustik, Design Optimierung, Aero-Elastizität, DMAP (Direct Matrix Abstraction Programming) Anpassung, numerische Algorithmen für HPC (High Performance Computing), Superelemente und die Analyse von Faserverbund-werkstoffen.

Berechnungsingenieure bei fast jedem Automobil- und Flugzeughersteller auf der Welt verwenden MSC Nastran für Strukturanalysen.

MSC Nastran besitzt eine umfassende Elementbibliothek mit z.B. Verbindungselementen wie Schweißnähten zum genauen Modellieren kompletter Baugruppen. Analyseoptionen sind unter anderem lineare und nichtlineare Statik, 3D-Kontakte, Dynamik-, Akustik- und Thermoanalyse.

Integrierte Funktionen für Sensitivitätsanalysen, Parameterstudien und Optimierung ermöglichen es Ingenieuren, mit MSC Nastran die optimale Größe, Form, Topologie, Topographie und Topometrie gleichzeitig zu ermitteln.

Berechnung von Dynamik

MSC Nastran ist eine sehr effiziente Lösung, um umfangreiche Systeme zu analysieren und Schwingungen, Einschwingverhalten oder jede beliebige dynamische Belastungsbedingung zu untersuchen.

Zu den wichtigsten Merkmalen gehören Automated Component Mode Synthesis (ACMS), Rotordynamik, Superelemente, FRF-basierende (Frequency Response Function - Übertragungsfunktion) Substrukturen, Analyse mittels Übertragungsfunktionen (Transfer Path Analysis - TPA) und Innenraumakustik.

MSC Nastran enthält Funktionen zum Modellieren und Untersuchen von Faserverbundwerkstoffen, den sogenannten Composites. Ingenieure können beispielsweise Spannungsanalysen des Laminataufbaus durchführen und so lineares und nichtlineares Verhalten, Temperaturabhängigkeit und Ermüdung vorhersagen.

MSC Nastran bietet VCCT- (Virtual Crack Closure Technique) und Kohäsivzonenmodellierung von Composites und die Berechnung von Spannungsintensitätsfaktoren nach der VCCT- oder der Lorenzi-Methode zur Prognose der Delaminierung.

High Performance Computing (HPC)

MSC Nastran ist für die Berechnung umfangreicher Systeme, Baugruppen und komplexer Dynamik optimiert. Modelle mit Millionen von Freiheitsgraden können berechnet werden. Zentrale Merkmale sind Automated Component Modal Synthesis (ACMS) für umfangreiche modale Analysen und Noise Vibration Harshness (NVH)-Simulationen, automatische externe Superelemente und die Optionen paralleler gemeinsam genutzter Speicher (SMP – Shared Memory Parallel) und paralleler verteilter Speicher (DMP – Distributed Memory Parallel).

Multidisziplinäre Berechnungen durch Integration von Adams

MSC Nastran berechnet modale neutrale Dateien (.mnf), die direkt in Adams-Modelle eingegliedert werden können. So kann die Flexibilität einzelner Komponenten in Mehrkörperdynamikmodelle integriert werden. Darüber hinaus lassen sich Adams-Modelle ohne weiteres um einen Betriebspunkt linearisieren und exportieren, die in MSC Nastran-Modellen verwendet werden können. Praktische Anwendung ist beispielsweise die Verwendung eines Fahrwerksmodelles aus Adams in Nastran. So können für das Gesamtfahrzeug Geräusch- und Schwingungsanalysen durchgeführt werden.

Kompatibilität mit MD Nastran

Sämtliche Modelle, Analysekonfigurationen und Ergebnisse von MSC Nastran sind zu 100 % kompatibel mit MD Nastran.