27 000 DWT油船结构设计及强度直接计算外文翻译资料

 2022-09-06 14:49:14

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Patran初学者指导

Arul M Britto

1999.9.8

1 简介

PATRAN是有限元系统ABAQUS前后处理软件，除此之外它也有能力对有限元进行分析。手册是为想要同时使用ABAQUS或者MSC/PATRANrsquo;S FEA来进行有限元分析的用户准备的。手册也描述了ABAQUS或者MSC/PATRANrsquo;S FEA是怎样运行得到后期加工结果的。对ABAQUS或者MSC/PATRANrsquo;S FEA的大多数指令是相同的，然而还是有一些区别。这些区别提及并取决于你根据合适的指令而使用的分析系统。

手册告诉用户怎样在教学系统下使用PATRAN。它也提供了如何通过PATRAN对ABAQUS分析建立数据的例子。手册解释了一个ABAQUS工作是怎样通过PATRAN提交的并且工作在成功完成后的后续处理方法。

获取额外的信息请参考PATRAN手册第一卷第六节的“开始”章节和三维结构的例子。上述的信息也可以网上找到。当PATRAN打开并运行后，点击窗口顶部的“帮助”选择选项“引导浏览”，也可以看到更多的例子。点击选项“文件库”并选择“第十部分：案例与问题”，那里有三个可供选择的案例。其中一个案例是处理怎样将CAD包产生的IGES文件导入PATRAN中。

PATRAN用户手册分成十部分（构成四册），每个部分进一步分成不同章节。同时在软件内部还有MSC/PATRANrsquo;S FEA用户手册和PATRAN到ABAQUS的联系指导。最新的文件的拷贝件在“帮助”菜单下的网上“文件库”可以找到。

2 怎样开始PATRAN会话

需要一个合适的终端来运行PATRAN，如DPO主要区域的X终端，在DPO东部末尾的基于个人电脑的X终端和在南部羽翼基础上的VIGLEN基于电脑的X终端。

  1. 使用账号和密码登录。
  2. 运行窗口管理（例如twmamp;），建议如此进行。这是方便的由于PATRAN窗口可以移动或调整大小，不要运行fvwm。
  3. 创建子目录并移动到子目录上。

输入mkdir patran（你只需要输入一次）。

输入cd patran。

如果你不知道哪个是的你当前目录，输入pwd。这会显示 你当前工作目录的名字。

一些有用的unix指令：

Is-I 会列出当前工作目录里面所有的文件

cd 回到主目录

rmlt;file namegt; 删除文件。用你要删除的文件来代替lt;file namegt;，例如：rm plate1.dat

这些子目录叫做patran。所有patran相关的文件会放在目录里。当你启动Patran，（所有版本的）产生的数据库大小是5-6兆字节。请确保你的余额空间至少满足这个大小。如果你的余额空间需要增大请联系电脑操作员。

另一种方法是你可以在tmp目录下工作。然而tmp目录下产生的文件会在两天内删除。因此如果你需要这些文件请在一天内拷贝到你的主目录下。首先检查剩余硬盘空间是否足够，如果剩余的硬盘空间少于10兆字节，请不要使用tmp目录。

输入bdf/tmp。

检查在顶部下的avail空间是否可用，它是以千字节的形式运行的。

输入cd/tmp

输入mkdirlt;useridgt;，在这里用你的用户账号代替lt;useridgt;。

输入cdlt;useridgt;，来移动到此目录。

所有创建的文件会暂时存放于这个目录下。

  1. 输入patran（注意：用于低级情况下）

警告：禁止使用start或者fvwm窗口管理器或者任何它的衍生功能（fvwm2）。过去当用fvwm指令运行PATRAN发生了一些错误。

MSC/PATRAN的主要功能表格（图1，且于附录A第三页）会出现在横跨屏幕的上方（请耐心此操作可能会花一些时间）。

表格的顶部有可下拉的功能选项，如在线帮助，系统图标按键和系统中心。它们下边是无线电应用按键，工具栏图标，历史窗口区和指令键入栏，依次按顺序排列。（见图1）

在历史窗口会显示下面的信息：

MSC/PATRAN 8.5 已获得了来自FLEXLM的一致许可...

接下来工作就完成了。MSC/PATRAN的状态指示器放置在“打断”图标与“撤销”图标之间，那就是系统中心。

1.绿色说明已处于工作状态。

2.蓝色说明正在处理但可被打断。

3.红色说明正在处理且不可被打断。

然而如果你收到了一条显示PATRAN未获得许可的信息，那么试着再次输入patran。如果你依然收到这条信息，请联系电脑操作员（operator@eng）他们有能力为这些问题分类。

如果成功获得许可，那么等待系统中心变成绿色。只有顶排的“文件”指令会显示灰色，这说明那是唯一可以被选择的指令。

其余文件中用户需要在标志·指示下完成练习，

在开始练习前，应注意选择顶部菜单。文件应该是唯一显示成灰色的菜单选项，这也是现阶段唯一能被选择的选项。

·从顶部菜单单击“帮助”选择“指引...”，阅读“指引介绍”（前14页），也需浏览附录A报告中复制的“检阅注释”。

下面的信息不是现阶段必须阅读的，但是可以用于以后的参考。

·从帮助菜单选择“On Keys...”（2页）。

·从帮助菜单选择“On Mouse...”(1页）。

·从帮助菜单选择“On Help...”（前7页）。

·点击顶排的“Done”来退出帮助页。

·把光标放在“File”上单击“left mouse button”按钮。

除了其他在文件上标注的情况下，系统会认为left mouse button被用作选择菜单选项和项目。right mouse button被用作取消选定项目。也就是说，它用于如果你在选择项目时犯了错误的情况下。

·从菜单中选择选项“New...”（见图2）。

它会形成一个如图3的表格。

2.1开启新数据库

·点击名称为“改变模板...”的标注

这会形成一个新的表格（图4）。

你需要选择你想运行的软件ABAQUS或MSC/PATRANrsquo;S FEA。

·如果你选择使用ABAQUS那么通过点击从可用的模板文件中选择“abaqus.db”。如果没有显示“fea.db”那么用“abaqus_exp.db”替代。如果两个文件都可以可用那么优先使用本地副本“abaqus.db”

·如果你选择使用MSC/PATRANrsquo;S FEA那么通过点击从可用的模板文件中选择“fea.db”。如果没有显示“fea.db”那么用“fea_exp.db”替代。如果两个文件都可以可用那么优先使用本地副本“fea.db”。

·点击ok按钮

这会关闭该表格。

·点击标示有“新文件库命名”的盒子来证明你想要输入文件库的名字。输入“plate1”并且单击ok按钮。

这是为当前的案例选择的名称。

等待系统中心变为绿色，这会花几分钟的时间。

下面的信息会出现在历史窗口：

  1. 拷贝中/输出/.../patran85/abaqus.db（或者abaqus_exp.db)到plate1.db（对于ABAQUS）或拷贝中/输出/.../patran85/fea.db（或fea_exp.db）到plate1.db（对于MSC/PATRANrsquo;S FEA）。
  2. 拷贝完成。开启新的数据库。
  3. Patran8.5版本生成的数据库版本2.0a成功开启。
  4. 在lt;dategt;lt;timegt;生成日记文件plate1.db.jou。

注意此“.db”是自动附加到名字上的，这表示“数据库”。如果一切运行正常，一个空视图会以灰色背景出现。

附录A包括一个简要的对Patran使用中注意事项的介绍，也解释了放置于顶部右方角落里文件图标（重画，窗口分层，清除，终止和取消）的目的。

当一个新的数据库打开后，会出现下述表格（见图5）。

·点击标记有“几何模型”的按钮并且将10改为100.

举个例子，问题存在于最大几何图形。后面将用到的误差参数是基于最大几何图形计算的，因此得到大致数值是很重要的。如果得到的是错误的信息会导致后面出现种种问题，误差取最大几何图形的0.0005。

·点击ok按钮，这会关闭表格。

当进入/编辑表格中数据你首先需要点击你想要操作的目标，剩余的文件中当向盒子中输入参考数据时，尽管没有明确说明但会假定你首先需要点击处理框。

等待系统中心变为绿色，现在可以创建几何图形了。

2.2退出Patran

你可以保存现有记录并在任何你想退出的时候退出。但应确保系统中心显示为绿色。接下来点击“文件”按钮，选择“保存”选项等待绿灯后选择“退出”选项。

尝试激烈或者有危险的操作之前，如果你想要保存现有数据库的内容，那么选择“文件/保存为副本...”以稍微不同的名字保存数据库和日记文件。这样做即使出现了一些问题你仍然可以继续使用保存下来的数据库。然而你需要足够的硬盘空间（余额）去存储第二份数据库副本。

第一次用户可以跳过下一个环节（环节2.3）。

2.3调用保存的patran副本

从“文件”菜单中选择“打开..”而不是“新建...”，从“可选文件”中选择适当的db文件并单击打开。首个名称会出现在标示有“退出数据库名称”的框中。接着点击“ok”按钮来选择那个文件。我们建议你对每个新的分析工作使用不同的数据库。

  1. 分析工作的步骤

下面的例子是按顺序排列的步骤：

  1. 创建几何图形。
  2. 限制边界条件并装载几何图形。
  3. 确定材料。
  4. 确定几何材料性质。
  5. 创建有限元网络。
  6. 创建荷载工况。
  7. 进行分析工作。
  8. 分析结果。
  9. 对结果进行处理。

用户不一定严格依附于结果。PATRAN有灵活度，用户可以选择最适合解决手上问题的结果。

比如优先确定几何材料性质而不是有限元网络是更有意义的。这样做如果你决定更改网络你不必去再确定材料性质。

同理限制边界条件并装载几何图形可以延缓直到有限元网络形成。

  1. 创建几何模型

模型是个固定在左手边垂直边界x轴与y轴上的简单四方体，在顶部右手边角落加载了一个垂直的100N的力（图6）。这是个包括有一个单独的加载步骤的灵活分析。

工作区是100平方毫米。形成工作区的两个点会先前形成。接着顶部两个角落的点会以当前的两个点转变而成。整体的工作区是一个单独表面。通过四个点形成沿着表面边缘的四条线。表面接着就会建立在这四条线上。形成表面的方法不止一种。

4.1单位

ABAQUS和MSC/PATRAN_ FEA没有系统默认单位设定。用户被认为可以选择合适的单位并通过单位来输入数值。这意味着所有输入的数值只是被PATRAN当做数字处理。对于结构问题用户需要决定单位的长度和大小。对于有关时间处理的问题，时间单位也需要确定，比如：

长度—m（米） 力—N（牛顿） 时间—s（秒）

所有相关参数必须规范为一致的单位。比如强度需要规范为N/m2密度为Kg/m3。

比如下面给出的是使用的SI（mm）单位。

在新建新的工作表输入点坐标之前总是需要确定你的单位，因为这会影响强度参数，载荷等等因素。这可以避免不必要的后续结果处理。

4.2建模

单击“♢建模”按钮。

这可以建立模型图并且在屏幕右手侧展示出来。在任何时候只有♢符号创建的模型才可以打开。点击当前工作图表标签右侧的♢。如果你点击了另外一张图表的♢那么当前选择的图表就关闭了，新的图表会打开。

建模图见图7。同时一个选择菜单会出现在图表侧方。如果在选择菜单你从图标到另一个图标移动光标，那么每个图标会显示注释内容。这在选择模块的时候是很有用的。当需要时你可以从菜单中选择一个合适的图标。

图表的默认设置是为了直接规范XYZ轴点的坐标，注意“Point ID List”框和“Point Coordinates List”框，第一步就是初始设置。

·点击“应用”按钮，设置初始点([0.0.0})。

“选择菜单”会显示在图表的左边，第一个图标（显示在预定位置）是默认选项。这意味着节点坐标直接输入。点的数值在下一点自动增加。

·点击“Point Coordinates List”输入数值100 0 0按下“返回”按键。注意坐标会以方括号的形式打开([ ])。

你会注意到尽管之前已经点击了“应用”按键第二个点依然会生成。这是因为对下面

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