Мировые лидеры в разработке перспективных изделий машиностроения используют MSC Nastran в качестве универсальной конечно-элементной системы для моделирования и оптимизации конструкции. Высочайший уровень функциональности, надежности и производительности уже более 40 лет обеспечивает лидерство системы MSC Nastran во всем мире. С помощью MSC Nastran разрабатываются самые передовые образцы авиационной, автомобильной, космической техники, высокотехнологичные устройства и сооружения в других областях техники. Универсальность и многофункциональность в сочетании с высокой вычислительной эффективностью и открытой программной архитектурой позволяют инженерам проводить комплексный всесторонний многодисциплинарный расчет конструкции в единой среде.
MSC Nastran обеспечивает полный набор расчетов, включая расчет напряженно-деформированного состояния, запасов прочности, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, исследование установившихся и неустановившихся динамических процессов, решение задач теплопередачи, акустических явлений, нелинейных статических и нелинейных переходных процессов, анализ сложного контактного взаимодействия, расчет критических частот и вибраций роторных машин, анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок и импульсного широкополосного воздействия, исследование аэроупругости на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.
Основу MSC Nastran составляют отработанная технология конечных элементов и надежные численные методы. В результате многолетней оптимизации и тестирования на различных задачах MSC Nastran обеспечивает высочайшую скорость вычислений.
В MSC Nastran предусмотрена возможность моделирования широкого круга материалов с изотропными и анизотропными, линейными и нелинейными свойствами, которые могут зависеть от деформации, температуры, скорости деформирования и др. Широко применяются балочные, оболочечные, объемные конечные элементы MSC Nastran, а также специальные элементы для моделирования точечной и шовной сварки, болтовых и заклепочных соединений, «жесткие» элементы различных типов (кинематические связи между узлами расчетной модели), интерполирующие связи и многое другое.
В состав расширенных функций MSC Nastran входят методы статической и динамической конденсации расчетных моделей, модельный синтез и метод Крейга-Бамптона. Метод суперэлементов позволяет рассматривать сложные изделия по частям, передавать расчетные модели подконструкций в матричном виде между подразделениями и предприятиями с сохранением конфиденциальности исходной модели, при этом предусмотрена возможность вывода результатов по всем узлам и элементам модели. Технология суперэлементов MSC Nastran является де-факто стандартом в международной кооперации машиностроительных предприятий. Применение данной технологии позволяет участникам обмениваться моделями изделий, при этом сохраняя конфиденциальность внутренних размеров, свойств, материалов, способов соединения деталей
MSC Nastran располагает эффективным аппаратом автоматической оптимизации конструкций, которую можно проводить для задач статики, устойчивости, установившихся и неустановившихся динамических процессов, собственных частот и форм колебаний, акустики и аэроупругости. Оптимизация осуществляется на основе выбранных типов расчета путем вариации параметров формы, размеров и свойств конструкции. Благодаря своей эффективности алгоритмы оптимизации обрабатывают неограниченное число проектных параметров и ограничений. Вес, напряжения, перемещения, собственные частоты и многие другие характеристики могут рассматриваться либо в качестве целевых функций проекта (в этом случае их можно минимизировать или максимизировать), либо в качестве ограничений.
MSC Nastran предоставляет возможность расчета характеристик работы конструкций из композиционных материалов. Особенно эффективно эти возможности реализуются при использовании MSC Nastran в сочетании со специальной опцией программного пакета Patran — Patran Laminate Modeler, обеспечивающей быструю подготовку высокоточных конечно-элементных моделей конструкций из композиционных материалов и эффективную обработку результатов.
Тесная связь MSC Nastran с системой Patran обеспечивает полностью интегрированную среду для моделирования и анализа результатов. Все ведущие производители пре- и постпроцессоров, а также систем автоматизированного проектирования, признавая неоспоримое лидерство MSC Nastran на рынке конечно-элементных продуктов, предусматривают прямые интерфейсы с этой системой.
В составе MSC Nastran имеются специальные последовательности решения SOL 600 и SOL 400, ориентированные на решение задач анализа существенно нелинейного поведения изделия, многодисциплинарного анализа, а также задач расчета последовательного нагружения изделия воздействиями разной природы (тепло — прочность и др.).
MSC Nastran SOL 600 — это, по сути, решатель Marc, «встроенный» в MSC Nastran. Преимущество использования SOL 600 состоит в возможности доступа к эффективным инструментам решателя Marc при работе в среде хорошо знакомого огромному количеству пользователей структурированного интерфейса MSC Nastran. Решение задач в MSC Nastran с использованием SOL 600 с высокой эффективностью выполняется на многопроцессорных компьютерных кластерах.
MSC Nastran SOL 400 — это дальнейшее развитие решателя MSC Nastran в части повышения эффективности и точности решения статических и динамических задач, усовершенствования алгоритмов учета контактного 3D-взаимодействия частей расчетной модели, внедрения новых алгоритмов решения тепловых задач (алгоритмы, применяемые в программном пакете Sinda), расширения возможностей решения многодисциплинарных задач путем объединения различных видов анализа (например, тепловой расчет — статика — динамика) в единый расчетный случай с целью проведения комплексного исследования работы изделия за один запуск модели на расчет, сокращения затрат времени на вычисления за счет повышения эффективности решателей и др.
В состав программного пакета MSC Nastran входит последовательность решения SOL 700, объединяющая в себе возможности известных решателей LS-DYNA и Dytran и предназначенная преимущественно для моделирования высокоскоростного нагружения изделий, включая их большие деформации и разрушение (например, соударения различных объектов, технологические процессы типа штамповки, ковки
В соответствии с актуальными тенденциями развития технологий виртуального моделирования и требованиями компаний-заказчиков вычислительная производительность MSC Nastran оптимизирована для решения больших и сверхбольших задач, а также выполнения комплексных, связанных видов многодисциплинарного анализа.
