Nastran - Nastran

Nastran
Geliştirici(ler) MSC Yazılımı , NEi Yazılımı , Siemens Digital Industries Yazılımı
kararlı sürüm
2014 ; 7 yıl önce ( 2014 )
depo
Yazılmış Fortran
İşletim sistemi Çapraz platform
Tip Sonlu Eleman Analizi Simülatörü
Lisans Tescilli EULA

NASTRAN , 1960'ların sonlarında Amerika Birleşik Devletleri hükümetinin havacılık endüstrisi için finansmanı altında NASA için geliştirilmiş bir sonlu eleman analizi (FEA) programıdır . MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) , halka açık NASTRAN kodunun başlıca ve orijinal geliştiricilerinden biriydi . NASTRAN kaynak kodu , bir dizi şirket tarafından dağıtılan bir dizi farklı yazılım paketine entegre edilmiştir.

Tarih

NASA'nın yapısal dinamikler araştırma programının 1964 yıllık incelemesi , araştırma merkezlerinin kendi ihtiyaçlarına özel yapısal analiz yazılımlarını ayrı ayrı geliştirdiğini ortaya koydu . İnceleme, bunun yerine tek bir genel yazılım programının kullanılması gerektiğini önerdi. Buna karşılık, özel bir komite kuruldu. Komite, mevcut hiçbir yazılımın gereksinimlerini karşılayamayacağına karar verdi. Bu yazılımı geliştirmek için ortak bir proje oluşturmayı önerdiler ve yazılımın yeteneklerini ana hatlarıyla belirten bir şartname oluşturdular.

Yazılımın geliştirilmesi için Computer Sciences Corporation (CSC) ile bir sözleşme imzalandı . Programın 1960'lardaki gelişimi sırasında kullanılan ilk isim, Genel Amaçlı Yapısal Analiz'in kısaltması olan GPSA idi. Program için NASA tarafından onaylanan nihai resmi ad olan NASTRAN, NA SA STR ucture AN alysis'ten oluşturulmuş bir kısaltmadır . NASTRAN sistemi 1968'de NASA'ya sunuldu. 1960'ların sonlarında, MacNeal-Schwendler Corporation (MSC), MSC/NASTRAN (sonunda MSC.Nastran oldu) adı verilen kendi NASTRAN sürümünü pazarlamaya ve desteklemeye başladı. Orijinal yazılım mimarisi Joe Mule (NASA) ve Gerald Sandler (NASA) ve Stephen Burns (Rochester Üniversitesi) tarafından geliştirilmiştir.

NASTRAN yazılım uygulaması, Uzay Mekiği gibi daha verimli uzay araçlarının tasarlanmasına yardımcı olmak için yazılmıştır. NASTRAN, 1971 yılında NASA'nın Teknoloji Kullanımı Ofisi tarafından halka açıldı. NASTRAN'ın ticari kullanımı, herhangi bir boyut, şekil veya amaçtaki elastik yapıların davranışını analiz etmeye yardımcı olmuştur. Örneğin, otomotiv endüstrisi programı ön süspansiyon sistemlerini ve direksiyon bağlantılarını tasarlamak için kullanır. Ayrıca demiryolu raylarının ve arabaların, köprülerin, enerji santrallerinin, gökdelenlerin ve uçakların tasarımında da kullanılır. Yalnızca programın 1971'den 1984'e kadar 701 milyon $ maliyet tasarrufu sağladığı tahmin ediliyordu. NASTRAN, 1988'de ABD Uzay Vakfı'nın Uzay Teknolojileri Onur Listesi'ne alındı ​​ve bu prestijli onuru alan ilk teknolojilerden biri oldu.

NASTRAN programı birçok versiyonda gelişmiştir. Her yeni sürüm, analiz yeteneği ve sayısal performansta iyileştirmeler içerir. Bugün NASTRAN, dünya çapında havacılık, otomotiv ve denizcilik endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. NASTRAN'ın havacılık yapıları için temel analiz türleri, örneğin doğrusal, elastik, statik ve dinamik analizler için endüstri standardı olduğu iddia edilmiştir.

2001'de NASA, "NASA Classics" paketiyle birlikte NASTRAN kaynak kodunu da ücret karşılığında Açık Kanal Yazılımı aracılığıyla halka yayınladı .

Kasım 2002'de MSC Software , iki rakip CAE satıcılarının, Universal Analytics, Inc. (UAI) ve Computerized Structural Analysis & Research Corp.'un (CSAR) satın alınmasıyla bağlantılı olarak şirkete karşı açılan bir antitröst davasını çözmek için FTC ile nihai bir anlaşmaya vardı . FTC, satın almaların rekabete aykırı faaliyetleri temsil ettiğini iddia etmişti. Anlaşma şartlarına göre, MSC mevcut Nastran yazılımının bir klon kopyasını elden çıkardı. Elden çıkarma, UGS Corporation'a telif ücretsiz, kalıcı, münhasır olmayan lisanslar yoluyla yapıldı . UGS Corporation, 2007 yılında Siemens tarafından satın alındı.

NASTRAN'ın ticari sürümleri şu anda çeşitli satıcılardan temin edilebilir.

Yazılım mimarisi

NASTRAN, öncelikle FORTRAN'da yazılmıştır ve bir milyondan fazla kod satırı içerir. NASTRAN, küçük iş istasyonlarından en büyük süper bilgisayarlara kadar çok çeşitli bilgisayar ve işletim sistemleriyle uyumludur .

NASTRAN, baştan birkaç modülden oluşacak şekilde tasarlanmıştır. Modül, belirli bir görevi gerçekleştirmek için tasarlanmış bir FORTRAN alt rutinleri topluluğudur: model geometrisini işleme, matrisleri birleştirme, kısıtlamaları uygulama, matris problemlerini çözme, çıktı miktarlarını hesaplama, veritabanıyla konuşma, çözümü yazdırma vb. Modüller, Doğrudan Matris Soyutlama Programı (DMAP) adı verilen dahili bir dil tarafından kontrol edilir.

Mevcut her analiz tipine çözüm dizisi denir.

En yaygın çözüm dizisi kodlarından bazıları şunlardır:

  • 101 - Doğrusal Statik
  • 103 - Modal
  • 105 - Burkulma
  • 106 - Doğrusal Olmayan Statik
  • 107 - Doğrudan Karmaşık Özdeğer
  • 108 - Doğrudan Frekans Tepkisi
  • 109 - Doğrudan Geçici Tepki
  • 110 - Modal Kompleks Özdeğer
  • 111 - Modal Frekans Tepkisi
  • 112 - Modal Geçici Tepki
  • 129 - Doğrusal Olmayan Geçici
  • 144 - Statik Aeroelastik Analiz
  • 145 - Flutter / Aeroservoelastik analiz
  • 146 - Dinamik Aeroelastik Analiz
  • 153 - Isı transferi ile birleştirilmiş Lineer olmayan statik
  • 159 - Isı transferi ile birleştirilmiş Doğrusal Olmayan Geçici
  • 187 - Dinamik Tasarım Analiz Yöntemi
  • 200 - Tasarım Optimizasyonu ve Duyarlılık analizi
  • 400 - Doğrusal Olmayan Statik ve Dinamik (örtük) (MSC.NASTRAN yerel, 106, 129, 153 ve 159'un yerini alır - MSC.NASTRAN'ın bir parçası)
  • 401 - Doğrusal Olmayan Statik, Dinamik, yay uzunluğu, modal vb. (Simcenter Nastran, eski adıyla NX Nastran)
  • 402 - Doğrusal Olmayan Statik ve Dinamik (örtük) ( NX.NASTRAN için SAMCEF tabanlı)
  • 600 - Doğrusal Olmayan Statik ve Dinamik (örtük) (MSC.Marc'ın ön ucu - MSC.NASTRAN'ın bir parçası)
  • 601 - Kapalı Doğrusal Olmayan ( NX Nastran için ADINA , 2020'den sonra artık NX NASTRAN'da kullanılamayacak)
  • 700 - Açık Doğrusal Olmayan (LS Dyna artı MSC.Dytran - MSC.NASTRAN'ın bir parçası)
  • 701 - Açık Doğrusal Olmayan ( NX Nastran için ADINA , 2020'den sonra artık NX NASTRAN'da kullanılamayacak)
MSC'nin örneği. Nastran analiz modeli

ilişkili yazılım

NASTRAN, öncelikle sonlu elemanlar analizi için bir çözücüdür . Grafiksel olarak bir model oluşturmaya veya ağ oluşturmaya izin veren işlevselliğe sahip değildir. Programa tüm girdi ve çıktılar metin dosyaları biçimindedir. Bununla birlikte, birden fazla yazılım satıcısı, bir sonlu eleman modeli oluşturmayı ve sonuçları analiz etmeyi basitleştirmek için tasarlanmış ön ve son işlemcileri pazarlamaktadır. Bu yazılım araçları, CAD geometrisini içe aktarma ve basitleştirme , sonlu elemanlarla ağ oluşturma ve yükler ve kısıtlamalar uygulama işlevleri içerir . Araçlar, kullanıcının NASTRAN'a bir analiz göndermesine ve sonuçları içe aktarmasına ve grafiksel olarak göstermesine olanak tanır. Ön ve son işleme yeteneklerine ek olarak, birkaç Nastran satıcısı, Nastran ürünlerine daha gelişmiş doğrusal olmayan yetenekler entegre etti.

NASTRAN seçenekleri

NASTRAN orijinal kaynak kodunu temel alan aşağıdaki yazılım seçenekleri mevcuttur:

MSC Nastran

MSC Nastran, 1963 yılında Dr. Richard MacNeal ve Robert Schwendler tarafından başlatılan orijinal ticari Nastran ürünüdür. MSC Nastran, yapısal analiz yapmak için yaygın olarak kullanılır. Her endüstride kullanılmasına rağmen, havacılık ve otomotiv endüstrilerinde, bileşen ve sistem düzeyinde yapı modellerinin hesaplamalı stres ve gerinim analizini gerçekleştirmek için güçlü bir takipçi kitlesine sahiptir. 1963'ten bu yana MSC Nastran, dinamikler, rotor dinamiği, doğrusal olmayan, termal, yüksek darbe, NVH, akışkan yapısal etkileşimi ve yorulma analizine yönelik yeteneklerini geliştirmeye ve genişletmeye devam etti. Bugün , yüksek düzeyde doğrusal olmayan birleştirilmiş analiz çözümleri sağlamak için MSC Marc ve LS-Dyna ile birleşiyor.

NASTRAN-xMG

Orijinal NASTRAN mimarisini ve DMAP dilini içeren NASA tarafından oluşturulan orijinal NASTRAN yazılımıyla aynı temel koddan oluşturulan NASTRAN-xMG, sınırsız problem boyutu, yüksek hızlı çözücü teknolojisi ve altyapı analizi seçenekleri sunar. Şirketin ana kurucusu Dr. Richard H. MacNeal'dir.

NEi Nastran

NEi Nastran , yapıların ve mekanik bileşenlerin lineer ve lineer olmayan stres, dinamik ve ısı transfer özelliklerini analiz etmek için kullanılan genel amaçlı bir sonlu eleman analiz çözücüsüdür. 32/64-bit Windows ve Linux dahil olmak üzere çeşitli platformlarda mevcuttur. Bu yazılım, Mayıs 2014'te Autodesk tarafından satın alındı .

Simcenter Nastran (eski adıyla NX Nastran)

NX Nastran, antitröst faaliyeti iddiasıyla MSC Corporation'a karşı bir FTC davasından kaynaklandı. Antitröst anlaşması, 2003 yılında UGS tarafından MSC.Nastran 2001 kaynak kodu için telifsiz, kalıcı bir lisans satın alınmasına izin verdi . UGS daha önce EDS'nin Unigraphics bölümüydü . Nastran'ın CAE yetenekleri , EDS/UGS PLM Çözümleri ürün yaşam döngüsü yönetim paketini oluşturmak için NX Unigraphics'in CAD ve diğer bileşenlerine eklendi . Bu ürün grubu 2007 yılında SIEMENS tarafından satın alındı ve Siemens Dijital Endüstri Yazılımı oldu .

Satın alma, MSC.Nastran v2001, yazılımla ilgili diğer varlıkların ve MSC'nin Universal Analytics Inc. ve Computerized'i satın alması sonucunda edinilen tüm telif hakkı ve ticari marka haklarının kalıcı, dünya çapında, telif ücretsiz , münhasır olmayan lisansını içeriyordu. 1999 yılında Yapısal Analiz ve Araştırma A.Ş.

Simcenter Nastran (NX Nastran), Simcenter 3D CAE uygulamasındaki ana çözücülerden biri olarak şimdi Siemens Digital Industry Software'in Simcenter ürün portföyünün bir parçasıdır.

OCF Nastran

Nastran'ın hem kaynak hem de ikili kopyaları, yıllık lisans ücreti karşılığında Open Channel Foundation'dan edinilebilir. Bu, Ulusal Teknoloji Transfer Merkezi'nden NASA COSMIC Koleksiyonu dağıtımının bir parçasıydı. Haziran 2015'te GitHub'da yayınlandı .

Çekimler

NASTRAN'ın başarısı, diğer birçok sonlu eleman yazılımının geliştirilmesine yol açtı. Böyle bir yazılım, yapısal optimizasyonu içerecek şekilde NASTRAN tipi kapasitesini genişleten ASTROS'tur. Şu anda ASTROS, Zona Technology, Inc. tarafından yönetilmektedir.

Yarışma

Halihazırda ticari olarak temin edilebilen çok sayıda FEA ürünü vardır, bunların bazıları NASTRAN adını taşımasa da NASTRAN giriş formatını okuyabilir. Bunların çoğu , sonlu eleman yazılım paketleri Listesi , CAE ve FEA sayfalarında listelenmiştir (aşağıdaki kategorilere bakın).

Referanslar