1.全体系教学：系统讲解 Patran 2019 建模与 Nastran 2019 求解全流程，覆盖几何建模、网格划分、载荷约束、分析求解与结果后处理完整环节。2.全类型分析：囊括静力学、屈曲、模态、瞬态 / 频率 / 随机响应、非线性、拓扑优化、热传导等十余种主流有限元分析类型，满足工程全场景需求。3.实战案例驱动：采用 MSC 官方授权培训案例，全书配套详细步骤与图例，贴合科研与工程实际，可直接复现练习。4.配套资源完备：附赠配套视频、源文件与素材，支持多端同步学习，更含官方练习题与技术手册，学习效率更高。5.受众广泛适用：既可作为高校研究生有限元分析教材，也可作为科研院所工程师实操参考书，入门进阶均适用。

本书介绍了Patran 2019的基本操作和Nastran 2019的求解分析操作。全书共19章，分为两部分。第一部分为第1章～第9章，介绍Patran和Nastran的基本功能，Patran建模和Nastran分析流程，创建几何模型，划分有限元网格，材料属性，单元属性，载荷及边界条件，分析控制，结果后处理；第二部分为第10章～第19章，涵盖了使用Nastran分析的主要分析类型，包括Patran和Nastran基本使用实例，静力学分析，屈曲分析，模态分析，瞬态响应分析，频率响应分析，随机响应分析，非线性分析，结构拓扑优化，热传导分析。所有实例都提供了详细的步骤和图例说明，以便于读者学习掌握。本书适合作为高等院校研究生学习计算机有限元分析软件的教程，也可以作为各类科研院所研究人员的相关参考书。龙凯，华北电力大学教师；胡仁喜，河北交通职业技术学院教师。两位老师均具有丰富的一线项目实践经验，以及有限元辅助分析类图书出版经验，并且前期出版的相关图书经过市场检验很受读者欢迎目　录第 1章 概述11.1　Patran介绍21.1.1　图形用户界面21.1.2　CAD几何模型的直接访问31.1.3　几何造型功能31.1.4　分析集成41.1.5　有限元建模41.1.6　结果交互式可视化后处理61.1.7　高级用户化工具71.2　Nastran功能介绍71.2.1　静力学分析71.2.2　屈曲分析71.2.3　动力学分析81.2.4　热传导分析81.2.5　气动弹性分析91.2.6　流固耦合分析91.2.7　多级超单元分析91.2.8　高级对称分析101.2.9　设计灵敏度及优化分析101.2.10　转子动力学特性分析111.2.11　概率有限元分析111.2.12　与Adams集成进行刚/柔性多体动力学分析111.2.13　Nastran的并行求解方法121.2.14　多种求解方法121.2.15　用户化开发工具DAMP语言12第 2章 Patran建模和Nastran分析流程132.1　有限元分析简介142.2　软件建模和分析流程介绍142.2.1　Patran 2019用户界面的介绍142.2.2　Patran建模和Nastran分析的一般流程192.2.3　Patran和Nastran的主要相关文件202.2.4　单位制介绍212.3　实例——支撑结构受力变形分析222.3.1　前处理222.3.2　提交分析作业252.3.3　结果后处理26第3章 创建几何模型283.1　直接创建几何模型293.1.1　创建点293.1.2　创建曲线323.1.3　创建曲面383.1.4　创建实体453.1.5　创建坐标系483.1.6　创建平面493.1.7　创建矢量513.2　转换创建几何模型513.3　Patran的输入/输出接口553.3.1　Patran的输入接口553.3.2　Patran的输出接口563.4　编辑几何模型573.4.1　编辑点583.4.2　编辑曲线583.4.3　编辑曲面603.4.4　编辑实体633.5　其他几何操作653.5.1　删除663.5.2　信息显示663.5.3　检查几何模型663.5.4　关联673.5.5　反关联673.5.6　重新标号673.6　实例——圆顶凸台建模673.6.1　创建一个立方体673.6.2　在实体表面中心创建点683.6.3　显示点的标号693.6.4　在一个实体表面创建球面703.6.5　进行布尔运算703.7　全程实例——托架线性静力分析的建模713.7.1　创建数据库模型713.7.2　创建二维平面图713.7.3　创建三维实体733.7.4　创建切割实体模型743.7.5　创建底部圆孔753.7.6　打印痕77第4章 划分有限元网格804.1　单元库概述814.2　直接创建有限元网格824.2.1　网格生成器的分类824.2.2　几何协调性和有限元协调性834.2.3　自动生成网格844.2.4　手动生成网格844.2.5　创建多点约束854.3　转换创建有限元网格854.3.1　移动、旋转和镜像创建节点/单元854.3.2　拉伸、滑动创建单元864.4　修改有限元网格874.4.1　修改网格874.4.2　修改单元884.4.3　修改梁/杆、三角形、四边形、四面体单元884.4.4　修改节点894.4.5　修改网格种子894.5　检查有限元网格894.5.1　检查有限元网格894.5.2　检查三角形单元的质量904.5.3　检查四边形单元的质量904.5.4　检查四面体单元的质量904.5.5　检查五面体单元的质量914.5.6　检查六面体单元的质量914.5.7　检查节点914.5.8　检查中间节点914.5.9　检查超级单元924.6　基于有限元网格的其他操作924.6.1　重新标号924.6.2　联结934.6.3　解除联结934.6.4　优化934.6.5　显示信息934.6.6　删除有限元元素944.7　实例——创建有限元网格944.7.1　卷簧网格划分实例944.7.2　支架网格划分实例974.7.3　连杆网格划分实例994.8　全程实例——在托架线性静力分析中进行网格划分101第5章 材料属性1025.1　材料属性概述1035.2　定义材料属性1045.2.1　材料属性的分类1045.2.2　定义材料属性的方法1065.3　显示材料属性1065.4　实例——定义材料属性1075.4.1　各向同性材料属性实例1075.4.2　九层复合材料属性实例1085.4.3　温度相关材料属性实例1105.5　全程实例——在托架线性静力分析中定义材料属性111第6章 单元属性1126.1　单元属性概述1136.2　定义单元属性1136.2.1　0D单元属性1136.2.2　1D单元属性1146.2.3　2D单元属性1196.2.4　3D单元属性1216.3　梁的显示1226.4　显示检查单元属性1236.5　全程实例——在托架线性静力分析中定义单元属性123第7章 载荷及边界条件1257.1　载荷/边界条件概述1267.2　对载荷/边界条件的相关操作1277.2.1　施加载荷/边界条件的步骤1287.2.2　显示、检查边界条件1297.2.3　修改、删除边界条件1297.3　实例——施加边界条件1297.3.1　施加平板位移边界条件实例1297.3.2　施加径向载荷实例1307.4　全程实例——在托架线性静力分析中施加边界条件1317.4.1　施加位移边界条件1317.4.2　施加载荷132第8章 分析控制1348.1　分析控制概述1358.2　设置分析环境并提交计算1368.2.1　设置转换参数1368.2.2　设置分析类型1368.2.3　定义Subcases1378.2.4　Subcase Select1388.3　读取分析结果1388.3.1　读取分析结果1398.3.2　将计算结果与Patran相关联1398.4　全程实例——在托架线性静力分析中提交分析作业140第9章 结果后处理1419.1　后处理概述1429.2　后处理的一般步骤1429.3　分析结果快速显示1439.4　显示变形图1459.5　显示云图1469.6　显示图符1489.7　绘制x_y平面曲线图1489.8　生成报告1499.9　其他操作1519.10　全程实例——托架线性静力分析的结果后处理152第 10章 Patran和Nastran基本使用实例15510.1　实例——活塞受压分析15610.1.1　问题描述15610.1.2　创建数据库模型并导入模型15610.1.3　划分有限元网格15710.1.4　定义材料属性15810.1.5　定义单元属性15910.1.6　施加位移边界条件16010.1.7　施加压强载荷16110.1.8　提交分析作业16210.1.9　结果后处理16310.2　实例——组和列表定义16510.2.1　创建数据库模型16510.2.2　创建几何模型16510.2.3　划分有限元网格16710.2.4　定义材料属性16910.2.5　创建场17010.2.6　定义单元属性17110.2.7　施加温度边界条件17210.2.8　创建厚度场集合17310.2.9　创建温度场集合17510.2.10 创建组17510.3　实例——基于二维壳单元的梁分析17710.3.1　创建数据库模型17710.3.2　创建几何模型17810.3.3　划分有限元网格17810.3.4　施加载荷17910.3.5　施加位移边界条件18010.3.6　定义材料属性18110.3.7　定义单元属性18110.3.8　提交分析作业18210.3.9　结果后处理18310.4　实例——基于一维梁单元的梁分析18510.4.1　创建数据库模型18510.4.2　创建网格模型18510.4.3　施加位移边界条件18610.4.4　施加载荷18710.4.5　定义材料属性18810.4.6　定义单元属性18910.4.7　提交分析作业19110.4.8　结果后处理192第 11章 静力学分析19411.1　弹性力学的基本方程和变分原理19511.1.1　弹性力学基本方程的矩阵形式19511.1.2　弹性力学基本方程的张量形式19811.2　平板受力分析19911.2.1　新建一个数据文件19911.2.2　创建几何模型19911.2.3　划分有限元网格19911.2.4　施加边界条件及载荷20011.2.5　定义材料属性20111.2.6　定义单元属性20111.2.7　提交分析作业20211.2.8　结果后处理20211.3　铰接桁架受力分析20311.3.1　新建一个数据文件20311.3.2　划分有限元网格20311.3.3　施加边界条件及载荷20511.3.4　定义材料属性20911.3.5　定义单元属性20911.3.6　提交分析作业21011.3.7　结果后处理21011.4　厚壁圆筒静力分析21111.4.1　新建一个数据文件21111.4.2　创建厚壁圆筒的一个纵截面21211.4.3　旋转截面生成三维实体21211.4.4　删除临时创建的截面21311.4.5　划分有限元网格21311.4.6　定义材料属性21411.4.7　定义单元属性21411.4.8　施加边界条件21511.4.9　施加压强载荷21611.4.10　提交分析作业21711.4.11　查看分析结果21711.5　实例——箱体静力分析21711.5.1　创建数据库模型21811.5.2　创建组21811.5.3　抽取中面21911.5.4　几何清理22011.5.5　删除多余的面22011.5.6　划分自由网格22111.5.7　施加载荷22211.5.8　施加位移边界条件22311.5.9　定义材料属性22411.5.10　定义单元属性22411.5.11　提交分析作业22511.5.12　结果后处理22611.6　实例——面与加强筋模型22711.6.1　创建数据库模型22811.6.2　创建几何模型22811.6.3　划分有限元网格23211.6.4　施加载荷23411.6.5　施加位移边界条件23611.6.6　定义材料属性23711.6.7　定义单元属性23811.6.8　提交分析作业24111.6.9　查看结果24111.7　实例——装配体网格划分和模型分析24211.7.1　创建数据库模型24311.7.2　创建几何模型24311.7.3　划分自由网格24611.7.4　施加位移边界条件24811.7.5　施加载荷24911.7.6　定义材料属性25011.7.7　定义单元属性25011.7.8　提交分析作业25111.7.9　结果后处理25111.8　实例——手柄静力分析25211.8.1　创建数据库模型25311.8.2　创建组25311.8.3　创建几何实体125411.8.4　分割几何实体25411.8.5　创建几何实体225911.8.6　创建局部坐标系与划分有限元网格26111.8.7　施加压力载荷26311.8.8　施加位移边界条件26511.8.9　定义材料属性26711.8.10　定义单元属性26711.8.11　提交分析作业26811.8.12　结果后处理269第 12章 屈曲分析27212.1　屈曲分析的步骤27312.2　薄壁圆筒屈曲分析27312.2.1　新建一个数据文件27312.2.2　创建几何模型27312.2.3　划分有限元网格27412.2.4　施加边界条件及载荷27412.2.5　定义材料属性27512.2.6　定义单元属性27512.2.7　提交分析作业27612.2.8　结果后处理27612.3　实例——板屈曲分析27812.3.1　创建数据库模型27812.3.2　创建几何模型与网格模型27812.3.3　定义材料属性27912.3.4　定义单元属性28012.3.5　施加位移边界条件28112.3.6　施加载荷28212.3.7　提交分析作业 28312.3.8　结果后处理284第 13章 模态分析28613.1　模态分析概述及其步骤28713.2　翼板的模态分析28713.2.1　新建一个数据文件28713.2.2　创建模型28713.2.3　划分有限元网格28813.2.4　施加边界条件28813.2.5　定义材料属性28813.2.6　定义单元属性28913.2.7　提交分析作业28913.2.8　结果后处理28913.3　有预应力竖板的模态分析29113.3.1　新建一个数据文件29113.3.2　创建几何模型29113.3.3　划分有限元网格29113.3.4　施加边界条件及载荷29213.3.5　定义材料属性29413.3.6　定义单元属性29413.3.7　提交分析作业29413.3.8　结果后处理29613.4　实例——塔模态分析29613.4.1　创建数据库模型29613.4.2　提交分析作业29713.4.3　查看分析结果29913.5　实例——柔性地基的塔模态分析30113.5.1　创建数据库模型30113.5.2　创建柔性地基30213.5.3　定义单元属性30313.5.4　提交分析作业30413.5.5　查看分析结果30613.6　实例——含预应力的平板模态分析30613.6.1　创建数据库模型30713.6.2　创建几何模型与网格模型30713.6.3　施加边界条件载荷30813.6.4　定义材料属性31013.6.5　定义单元属性31113.6.6　提交分析作业31113.6.7　结果后处理314第 14章 瞬态响应分析31614.1　瞬态响应分析概述及其步骤31714.2　实例——车灯瞬态响应分析31714.2.1　新建一个数据文件31714.2.2　读入数据文件31714.2.3　定义工况31814.2.4　创建载荷场31814.2.5　施加边界条件及载荷31914.2.6　定义材料属性和单元属性32114.2.7　提交分析作业32114.2.8　结果后处理32214.3　实例——汽车车身瞬态响应分析32314.3.1　创建数据库模型32314.3.2　创建瞬态分析表32414.3.3　创建动态工况32614.3.4　施加边界条件32614.3.5　提交分析作业32814.3.6　结果后处理330第 15章 频率响应分析33415.1　频率响应分析概述及其步骤33515.2　实例——悬臂梁频率响应分析33515.2.1　新建一个数据文件33515.2.2　创建几何模型33515.2.3　划分有限元网格33615.2.4　创建工况33615.2.5　创建场33615.2.6　施加边界条件及载荷33715.2.7　定义材料属性和单元属性33715.2.8　提交分析作业33715.2.9　结果后处理33915.2.10　使用模态分析法求解33915.3　实例——汽车车身频率响应分析34115.3.1　创建数据库模型34115.3.2　定义MPC单元34115.3.3　创建动态工况34215.3.4　创建频响表34315.3.5　施加载荷34415.3.6　提交分析作业34415.3.7　结果后处理347第 16章 随机响应分析34916.1　随机响应分析概述及其步骤35016.2　实例——平板随机响应分析35016.2.1　新建一个数据文件35016.2.2　创建几何模型35016.2.3　划分有限元网格35116.2.4　创建有限元模型35216.2.5　创建非空间场35316.2.6　创建载荷工况35416.2.7　定义材料属性35416.2.8　定义单元属性35516.2.9　施加载荷及修改边界条件35516.2.10　提交分析作业35716.2.11　随机响应分析35916.2.12　创建节点PSD响应的X_Y曲线图36016.3　实例——卫星随机振动分析36216.3.1　创建数据库模型36216.3.2　创建频响分析表36216.3.3　创建动态工况36316.3.4　定义强迫加速度36416.3.5　设置频响分析36516.3.6　定义随机响应表36816.3.7　随机响应分析369第 17章 非线性分析37217.1　非线性分析概述37317.2　实例——高压罐的弹塑性分析37317.2.1　新建一个数据文件37317.2.2　创建几何模型37317.2.3　划分有限元网格37617.2.4　施加边界条件及载荷37617.2.5　定义材料属性37817.2.6　定义单元属性37817.2.7　提交分析作业37917.2.8　结果后处理37917.3　实例——圆管变形分析38017.3.1　新建一个数据文件38017.3.2　创建几何模型38017.3.3　创建pipe的有限元模型38217.3.4　定义材料属性38417.3.5　定义单元属性38417.3.6　施加边界条件及载荷38417.3.7　提交分析作业38617.3.8　结果后处理38717.4　实例——金属样件拉伸的材料非线性38917.4.1　创建数据库模型38917.4.2　创建网格模型38917.4.3　定义材料属性39117.4.4　定义单元属性39317.4.5　施加位移边界条件39417.4.6　提交分析作业39517.4.7　结果后处理39617.5　实例——橡胶压缩39817.5.1　创建橡胶密封圈模型39917.5.2　定义材料属性40117.5.3　定义单元属性40117.5.4　施加位移边界条件40217.5.5　定义接触体40317.5.6　设置分析参数并提交分析作业40417.5.7　结果后处理40617.6　实例——三维接触分析40817.6.1　创建数据库模型40817.6.2　创建几何与网格模型40817.6.3　定义材料属性41017.6.4　定义单元属性41117.6.5　施加位移边界条件41217.6.6　定义接触体41317.6.7　创建载荷工况41517.6.8　设置分析参数并提交分析作业41517.6.9　结果后处理418第 18章 结构拓扑优化42018.1　拓扑优化概述42118.2　实例——MBB梁拓扑优化42218.2.1　创建分析模型42218.2.2　创建拓扑优化模型42318.2.3　拓扑优化的后处理42518.3　实例——含制造约束的短悬臂梁拓扑优化42718.3.1　创建分析模型42718.3.2　创建拓扑优化模型42818.3.3　拓扑优化的后处理42918.3.4　施加拉伸方向的制造约束43018.3.5　施加平面对称的制造约束43118.4　实例——连杆拓扑优化43218.4.1　创建分析模型43218.4.2　创建拓扑优化模型432第 19章 热传导分析43519.1　热分析基础43619.1.1　热分析概述43619.1.2　热分析的类型43719.2　实例——空间热辐射分析43719.2.1　新建一个数据文件43719.2.2　创建几何模型43719.2.3　划分有限元网格43819.2.4　施加边界条件及载荷43919.2.5　定义材料及单元属性44019.2.6　提交分析作业44119.2.7　结果后处理44219.3　实例——自由对流热分析44219.3.1　新建一个数据文件44219.3.2　创建几何模型44319.3.3　划分有限元网格44419.3.4　定义材料及单元属性44419.3.5　施加载荷及边界条件44519.3.6　提交分析作业44619.3.7　结果后处理44619.4　实例——双金属片热应力分析44719.4.1　新建一个数据文件44719.4.2　创建几何模型44719.4.3　划分有限元网格44819.4.4　定义材料属性和单元属性44919.4.5　施加温度边界条件44919.4.6　提交分析作业45019.4.7　结果后处理45019.4.8　创建空间场45119.4.9　更改分析类型45119.4.10　定义材料属性45119.4.11　定义单元属性45219.4.12　创建结构分析工况45219.4.13　施加载荷及边界条件45319.4.14　提交分析作业45319.4.15　结果后处理45419.5　实例——方向热载荷作用下的热应力分析45419.5.1　新建一个数据文件45519.5.2　创建几何模型45519.5.3　划分有限元网格45619.5.4　定义材料属性45619.5.5　定义单元属性45719.5.6　施加载荷及边界条件45719.5.7　提交分析作业45819.5.8　结果后处理45919.5.9　创建空间场45919.5.10　更改分析类型45919.5.11　定义材料属性45919.5.12　定义单元属性46019.5.13　创建结构分析工况46019.5.14　施加载荷及边界条件46019.5.15　提交分析作业46119.5.16　结果后处理46119.6　实例——稳态热传导分析46219.6.1　创建数据库模型46219.6.2　定义材料表46219.6.3　定义材料属性46319.6.4　定义单元属性46319.6.5　施加温度边界条件46419.6.6　提交分析作业46619.6.7　结果后处理46719.7　实例——瞬态热传导分析46819.7.1　创建数据库模型46819.7.2　创建几何模型46919.7.3　划分有限元网格46919.7.4　定义材料属性47019.7.5　定义单元属性47119.7.6　创建瞬态分析表47219.7.7　创建瞬态工况47319.7.8　施加温度边界条件47319.7.9　提交分析作业47519.7.10　结果后处理477