NX Nastran 汎用線形・非線形解析

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NX Nastran 汎用線形・非線形解析


最高峰の有限要素法解析(FEA)プログラムNastranは、応力、振動、破壊、熱伝導、音響、空力弾性の分野でのFEAの世界標準として、40年以上利用されてきています。 航空宇宙、自動車、電機電子、重工機械、医療機器などのあらゆる産業の企業で、デザインサイクルの短縮、製品の安全性や信頼性の確保、設計の最適化の実現に、Nastranソフトウェアが貢献してきました。

シーメンスPLMソフトウェアは長年の歴史のあるNastranの資産を引き継ぎ、NX CAEとTeamcenterとの統合環境で活用できるシミュレーションソリューションNX Nastranの開発を継続し、機能拡張バージョンを提供し続けています。 
 


 

NX Nastranの特徴

広範な技術領域のソリューションと最先端アプリケーションを一つのソルバーで提供

NX Nastranは同じ入出力フォーマットで多くの異なる解析タイプを扱うことができます。
使用頻度の少ないニッチ分野の解析のために、新たに別のプログラムを追加導入する必要がありません。

計算処理能力、解析精度、大規模モデルへの拡張性

小規模な解析から、数億自由度を超える大規模モデルの解析まで、効率の良いスケーラブルな計算実行の環境を提供します。

  • 直接法と反復法ソルバーを搭載
  • 共有メモリ型の並列処理(SMP)と分散メモリ型の並列処理(DMP)による高速計算

モデリングとエンジニアリングワークフローの使いやすさ

解析実行の作業効率を高め、製品開発プロセスの早期段階から、多くの仮想検証を行うことをサポートします。

  • NX CAEの解析とプリポスト機能と統合化された、三次元モデルをシミュレーションに活用できる一貫した環境
  • 部品間の複雑な結合条件の設定を容易にするコンタクト要素
  • 大規模モデルの領域分割と計算効率化を可能にするスーパーエレメント

マルチフィジックスへの対応

実際の製品で生じている複数の物理領域の相互作用の現象を、的確な解析により正確に予測することができます。

  • 熱と構造の連成
     NX Nastran内部連携解析
     NX Tharmal出力データをNX Nastran入力データに利用
  • 流体と構造の連成
     NX Flow出力データををNX Nastran入力データに利用
  • 機構と構造の双方向連携
     NX MotionとNX Nastran
     MSC AdamsとNX Nastran
     Simpack とNX Nastran

オープンな、柔軟性に富むシステム

ユーザ独自のシミュレーション利用環境に、フレキシブルに適合することができます。

  • 世界標準のNastranフォーマット
     多くの市販CAEツールがサポートしている世界標準のNastranフォーマットを介し、外部システムとの連携が容易
  • Direct Matrix Abstraction Program (DMAP)
     DMAP機能の活用により、ユーザ独自のカスタム解析の実行が容易

関連資料

 ・NX Nastran カタログ〖PDF〗  ダウンロード
  シーメンスPLMソフトウェアのホームページにリンクしています

NX Nastranは、スタンドアローンで利用するエンタープライズ版と、プリポスト組込み環境で利用するデスクトップ版の2種類の製品群で構成されています。

NX Nastran(エンタープライズ版)

NX Nastranは、企業全体で利用できるスタンドアローンソルバーです。I-deasやNX CAEを始めとするシーメンスPLMソフトウェアのFEAプリポストプログラムとの組み合わせだけではなく、Nastranフォーマトのデータ入出力機能を持つ他の市販FEプリポストプログラムと連携して使用することができます。計算サーバーを固定せずに、全社レベルのネットワーク環境にある計算サーバー上でライセンスを共有して利用することができます。

 

NX Nastran Desktop(デスクトップ版)

NX Nastran Desktopは、シーメンスPLMソフトウェアが提供するFEAプリポストプログラムとの組み合わせで利用する、組込み型のNX Nastranです。お使いのFEAプリポストプログラムを利用されている環境で、NX Nastranを標準の内蔵ソルバーのように実行することができます。
 

エンタープライズ版とデスクトップ版の相違点

NX NastranとNX Nastran Desktopに含まれているソルバーは、ソフトウェアコードとしては全く同一でのものすが、ライセンス提供形態と製品パッケージングに関して以下のような違いがあります。

 

システム環境の制限

NX Nastran Desktopでは、プリポストプログラムからNX Nastranのインタラクティブまたはバッチでの実行命令を出すことが必要です。すなわち、ご使用のプリポストプログラムと同一のマシンでNX Nastranの解析を実行することになります。このためNX Nastran Desktopが利用できる環境は、プリポストプログラムのシステム要件の範囲内に限られます。
 

インプットファイルの編集機能の制限

NX Nastran Desktopは、プリポストプログラムと同一のマシンでNX Nastranのバッチ処理での解析を実行することができますが、OSレベル(エディター等)でのバッチ処理のインプットファイルの編集には制限があります。
 

編集可能なカード 編集不可となるカード
File Management Section
Executive Control Section
Case Control Section
Bulk Data Section

 

パッケージに含まれる解析機能

分散メモリ並列処理(DMP)の機能はNX Nastran Advancedで提供されますが、NX Nastran Desktop Advancedで提供される機能には含まれません。

 

製品構成と解析機能

*1: オプション製品の利用には、ベース製品の導入が必要です。
*2: Roter Dynamics製品の利用には、ベース製品に加えてNX Nastran AdvancedまたはNX Nastran Desktop Advancedの製品導入が必要です。

 

NX Nastran ベース製品の解析機能

解析タイプ SOL番号 概要
線形静解析 101 材料強度および製品剛性が変化しない前提で、荷重に対する変形や応力を求めます
固有値解析 103 製品の固有振動数とモード形状を求めます
線形座屈解析 105 固有値解析を用いて、座屈が発生する臨界荷重値を求めます
定常熱伝導解析 153 定常の熱伝導問題を解きます
非定常熱伝導解析 159 非定常の熱伝導問題を解きます
スポット溶接定義   部品間の締結を簡単にモデル化します
非線形静解析 106 材料非線形、形状非線形に対応した静解析を行います
非線形過渡応答解析 129 材料非線形、形状非線形に対応した過渡解析を行います
共有メモリ並列処理(SMP)   単一の計算環境で複数コアを使用した並列計算を行うことができます
     
 

NX Nastran オプション製品の解析機能

解析タイプ SOL番号 概要
動的応答解析 複素固有値解析 107
110
摩擦を伴う振動現象や減衰を含む振動系の振動モードを計算します
過渡応答解析 109
112
経時変化する連続的な加振に対する構造物の動的応答を計算します
節点自由度に適用される点荷重や分散荷重を過渡加振とすることができます
瞬間の応答を時系列で計算します
周波数応答解析 108
111
連続的な振動加振に対する構造物の定常応答を計算します
節点自由度に印加される点荷重や分散荷重を周波数加振とすることができます
各周波数における応答を計算します
音響解析 108
109
111
112
液体や空気などの流体で満たされた空間を伝播する音の解析をします
構造-音響連成解析により、構造物の振動と流体媒体を伝播する音の相互関係を求め、騒音問題の解決や音響特性の設計最適化に活用することができます
ランダム応答解析 108
111
単発または連続的な同時ランダム加振に対する構造物のパワー・スペクトル密度(PSD)、二乗平均平方根(RMS)、レベル・クロッシング比(LCR)を計算します。節点荷重のPSD関数、強制運動のPSD関数(変位、速度、加速度)、または分散荷重をランダム加振とすることができます
応答スペクトル解析 103
109
112
応答スペクトル関数によって定義される連続的な同時基礎加振に対する構造物のピーク応答を計算します
ピーク応答はモード組み合わせ法(絶対法、二乗和の平方根など)を使用して計算します
空力弾性解析 144
145
146
静的な空力弾性解析、フラッター解析、動的な空力弾性解析により、気流の中の構造モデルの挙動を解析します
応力や荷重、空力特性、制御系の解析・設計の問題を一般的な有限要素法による静的な解析で検討することができます
設計最適化 200 静解析、動的解析、空力弾性解析でユーザが指定した応答特性の目標値に対し、変更可能な設計変数をパラメータとして、ジオメトリ、材質、結合特性などをユーザが選択することにより、高度なアルゴリズムを用いてプログラムが自動繰り返し計算で設計空間全体を検索し、設計性能を最適化できるパラメータの組み合わせを抽出します
スーパーエレメント   大規模構造をスーパーエレメントと呼ぶ小規模なサブ構造セットに分割します
毎回、有限要素モデル全体を解くのではなく一度に1つのスーパーエレメントを解くというインクリメンタル処理により、局所的な設計変更の場合の再計算は対象部分のみとなり、1回の実行に必要な計算時間が短くなります
機能拡張用プログラミング(DMAP)   Direct Matrix Abstraction Program(DMAP)はNastran独自のプログラミング機能です
ユーザ独自のアプリケーション作成やカスタム・モジュールのインストールなどにより、NX Nastranの機能を拡張することができます
分散メモリ並列処理(DMP)   問題を分割し、クラスタ環境で利用可能な複数のプロセッサを活用することができます
大規模な力学問題を迅速に解くことができます
回転体の動的解析   コリオリ力や遠心力を考慮した回転系の動的挙動を取り扱うことができます
回転系負荷のシミュレーション、同期/非同期解析による翼振動データの生成、回転周波数や臨界速度の予測、回転部品の不安定性の検出などを簡単に行うことができます
アドバンスト非線形解析 601
701
接触非線形問題、材料非線形問題、幾何学的非線形問題の解析を行うことができます
静解析および低速な動解析に適した陰解法ソルバと、衝撃解析または板成形解析などに適した陽解法ソルバを利用できます

 

      
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