MSC Nastran – Giải pháp FEA nguyên bản và đẳng cấp nhất

Với hơn 50 năm được minh chứng là công cụ phân tích phần tử hữu hạn (FEA) uy tín hàng đầu trong ngành, MSC Nastran liên tục cải tiến để đáp ứng những thách thức phức tạp trong phân tích kết cấu hiện đại đa ngành 

MSC Nastran là bộ giải phân tích kết cấu đa lĩnh vực, cung cấp khả năng phân tích tĩnh, động và nhiệt cho cả miền tuyến tính và phi tuyến. Phần mềm tích hợp tối ưu hóa kết cấu tự động cùng công nghệ phân tích mỏi tiên tiến từng đoạt giải thưởng. Những cải tiến không ngừng về các bộ giúp tối ưu hóa năng suất và mang đến kết quả nhanh chóng, chính xác. 

Sử dụng MSC Nastran để đảm bảo các hệ thống kết cấu đạt được độ bền, độ cứng và tuổi thọ cần thiết, giúp dự đoán và ngăn ngừa các sự cố như ứng suất quá mức, cộng hưởng, mất ổn định, hoặc biến dạng có hại, từ đó thiết kế ra các sản phẩm an toàn hơn, bền hơn và có hiệu năng cao hơn. MSC Nastran được tin dùng trong nhiều ngành công nghiệp, từ phân tích hiệu quả kinh tế và sự thoải mái của hành khách trong thiết kế ô tô đến cải thiện khung máy bay và thân vỏ trong ngành hàng không vũ trụ. 

Phương pháp phân tích kết cấu đa lĩnh vực độc đáo của MSC Nastran mang đến các lợi ích sau: 

• Mô phỏng và kiểm tra thiết kế ảo để giảm chi phí cho các nguyên mẫu vật lý 

• Giảm sự phụ thuộc vào thử nghiệm thực tế trong các môi trường khắc nghiệt hoặc nguy hiểm 

• Khắc phục các vấn đề kết cấu phát sinh trong quá trình sử dụng sản phẩm, giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì 

• Tối ưu hóa hiệu suất thiết kế hiện có hoặc phát triển các yếu tố khác biệt để tăng lợi thế cạnh tranh 

• Đạt chứng nhận cho các thiết kế trong ngành hàng không, ô tô và đóng tàu 

• Tận dụng khả năng tương tác của Hexagon để đồng mô phỏng trên nhiều lĩnh vực khác nhau 

MSC Nastran được xây dựng dựa trên các phương pháp số phức tạp, nổi bật nhất là Phương pháp Phần tử Hữu hạn (FEM). Phần mềm có thể giải quyết các bài toán phi tuyến bằng các kỹ thuật số ẩn tích hợp. Bạn sẽ đạt được kết quả tối ưu hơn nhờ các thuật toán tối ưu hóa như MSCADS và IPOPT. Ngoài ra, MSC Nastran còn hỗ trợ phân tích mỏi và độ bền nâng cao với CAEfatigue – giải pháp phân tích mỏi nhanh nhất và mạnh mẽ nhất hiện nay. 

 

 

 

1. Phân tích cấu trúc đa ngành 

MSC Nastran cung cấp nhiều lĩnh vực phân tích trong một giải pháp phân tích kết cấu duy nhất để giải quyết đa dạng các bài toán kỹ thuật. 

• Phân tích tuyến tính hoặc phi tuyến 

• Phân tích tĩnh 

• Phân tích động (bao gồm NVH và Âm học) 

• Phân tích nhiệt 

• Phân tích mất ổn định (Buckling) 

Một giải pháp tích hợp cho các thách thức kỹ thuật phức tạp 

• Giảm sự phụ thuộc vào nhiều phần mềm phân tích kết cấu từ các nhà cung cấp khác nhau bằng cách sử dụng một bộ giải duy nhất cho các bài toán kỹ thuật phức tạp nhất. 

• Phân tích mỏi với các công nghệ phân tích mỏi tích hợp, giúp rút ngắn thời gian xác định tuổi thọ mỏi. 

• Đánh giá hành vi của vật liệu composite tiên tiến và nhựa gia cường sợi với phân tích phá hủy tiến triển tích hợp cùng các dịch vụ tùy chỉnh người dùng cho đồng nhất hóa trường trung bình, kết hợp với Digimat. 

2. Phân tích Kết cấu Đa lĩnh vực 

Mô hình hóa lắp ráp kết cấu 

Các bộ phận kết cấu thường không được phân tích riêng lẻ, mà cần được xem xét toàn bộ hệ thống. MSC Nastran cho phép gộp nhiều bộ phận lại với nhau để phân tích kết cấu toàn hệ thống. 

• Đẩy nhanh quá trình chia lưới với tính năng Permanent Glue, kết nối các lưới không đồng nhất mà trước đây cần chuyển tiếp lưới phức tạp và tốn thời gian. 

• Tiết kiệm thời gian khi dựng mô hình lắp ráp có chứa mối hàn hoặc chốt với các phần tử kết nối chuyên biệt. 

• Quản lý các thành phần kết cấu bằng cách sử dụng các module để kết hợp nhiều bộ phận thành một lắp ráp hoàn chỉnh mà không cần thêm các phần tử kết nối hay lo lắng về sơ đồ đánh số ID. 

• Tăng tốc tái phân tích các lắp ráp lớn bằng cách xây dựng Superelements, hoặc chia sẻ chúng với các nhà sản xuất khác mà vẫn bảo mật thông tin thiết kế. 

• Thực hiện phân tích tiếp xúc để xác định ứng suất tiếp xúc và vùng tiếp xúc trong các thiết kế đa bộ phận. 

• Tăng năng suất với tính năng tạo tiếp xúc tự động, giúp tạo nhanh các thân tiếp xúc và định nghĩa quan hệ tiếp xúc giữa chúng. 

Ý kiến Khách hàng 

“Việc sử dụng kết nối bằng keo cho các lắp ráp đã rút ngắn thời gian thiết lập mô hình từ 1 ngày xuống chỉ còn 1 giờ và loại bỏ sự phức tạp trong việc căn chỉnh lưới giữa các bộ phận.” 

— Julien Rodess, Kỹ sư Nghiên cứu, Sogeti 

3. Tối ưu hóa cấu trúc tự động 

Tối ưu hóa thiết kế đóng vai trò quan trọng trong phát triển sản phẩm, nhưng thường là quá trình lặp đi lặp lại và đòi hỏi nhiều công sức thủ công. MSC Nastran tích hợp các thuật toán tối ưu hóa, tự động tìm kiếm cấu hình tối ưu cho thiết kế của bạn. 

• Tối ưu hóa thiết kế dựa trên các yếu tố như ứng suất, khối lượng, mỏi, v.v., và nhận được kết quả gần như tức thời khi điều chỉnh các biến thiết kế như tính chất vật liệu, kích thước hình học, tải trọng, v.v. 

• Cải thiện hình dáng hoặc cấu trúc của các bộ phận kết cấu với tối ưu hóa hình dạng (Shape Optimisation) 

• Tìm độ dày tối ưu của các lớp vật liệu composite với tối ưu hóa lớp vật liệu (Topometry Optimisation) 

• Xác định mẫu dập hoặc đường hạt tối ưu cho các bộ phận kim loại tấm với tối ưu hóa địa hình (Topography Optimisation) 

• Loại bỏ thể tích dư thừa và không cần thiết với tối ưu hóa cấu trúc (Topology Optimisation) 

• Tối ưu hóa đồng thời nhiều mô hình trên các lĩnh vực khác nhau với tối ưu hóa đa mô hình (Multi-Model Optimisation) 

4. HPC (Máy tính hiệu suất cao) 

Tăng năng suất của bạn với các cải tiến về điện toán hiệu năng cao trong MSC Nastran. 

Các mô hình phân tích thường rất lớn và đòi hỏi nhiều thời gian cũng như năng lực tính toán khi sử dụng các phương pháp truyền thống. MSC Nastran tích hợp khả năng tính toán hiệu suất cao , giúp bạn giải quyết vấn đề và thực hiện các phân tích nhanh hơn nhiều. Những cải tiến này giúp kỹ sư tiết kiệm hàng giờ hoặc thậm chí vài ngày làm việc, đồng thời nâng cao hiệu quả và lợi nhuận của sản phẩm. 

• Tận dụng các cụm máy tính đa nhân, đa luồng với công nghệ mô phỏng song song hóa như song song bộ nhớ dùng chung và song song bộ nhớ phân tán 

• Tăng tốc thời gian mô phỏng và cải thiện hiệu năng cho các mô hình lớn bằng tính năng SOLVE=Auto, cho phép MSC Nastran tự động chọn bộ giải tối ưu và phương pháp song song hóa hiệu quả nhất dựa trên yêu cầu phân tích (loại phần tử, kiểu giải pháp, dung lượng bộ nhớ khả dụng, v.v.) 

• Sử dụng GPU của NVIDIA để tăng tốc phân tích các mô hình có phần tử hữu hạn dạng khối 

• Thực hiện phân tích dao động nhanh hơn với bộ giải Lanczos được tối ưu hóa cao hoặc Tổng hợp Dao động Thành phần Tự động (Automated Component Modal Synthesis) 

5. Support and validation 

Hexagon cung cấp nhiều nguồn tài nguyên để hỗ trợ bạn trong quá trình sử dụng MSC Nastran. Các dịch vụ bao gồm: 

• Hỗ trợ kỹ thuật, thường được khách hàng đánh giá 4.5/5 

• Nexus Platform, nơi bạn có thể học hỏi thêm về MSC Nastran từ các chuyên gia của chúng tôi 

MSC Software là một trong những nhà phát triển ban đầu của mã NASTRAN đầu tiên, và những giá trị đó vẫn được Hexagon kế thừa và phát huy cho tới tận ngày hôm nay. 

MSC Nastran đã được phát triển liên tục hơn 40 năm và không ngừng cải tiến để đáp ứng các thách thức kỹ thuật khó khăn nhất hiện nay. 

6. Ứng dụng:

Phần mềm MSC Nastran được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhờ vào khả năng phân tích mạnh mẽ và tính linh hoạt của nó. Dưới đây là một số ứng dụng chính của MSC Nastran:

a. Ngành Hàng không Vũ trụ

• Phân tích Khung và Thân Máy Bay: MSC Nastran được sử dụng để thiết kế và phân tích kết cấu của máy bay, bao gồm khung máy bay và thân máy bay, nhằm đảm bảo an toàn và hiệu suất trong quá trình bay. 

• Phân tích Tải Trọng và Ứng Suất: Các kỹ sư sử dụng phần mềm để đánh giá ứng suất và tải trọng trong các thành phần cấu trúc của tàu vũ trụ và máy bay

 

b. Ngành Ô tô

• Tối ưu hóa Thiết kế Thân Xe: MSC Nastran giúp tối ưu hóa các thiết kế thân xe và cấu trúc hệ thống treo để cải thiện tính an toàn, khả năng vận hành và hiệu suất nhiên liệu. 

• Phân tích Mỏi: Được sử dụng để phân tích độ bền và tuổi thọ của các bộ phận như khung xe và hệ thống treo dưới điều kiện vận hành khác nhau. 

 

c. Ngành Xây dựng

• Phân tích Kết cấu: MSC Nastran giúp phân tích các kết cấu như cầu, tòa nhà và các công trình hạ tầng khác để đảm bảo tính bền vững và an toàn dưới các tác động như gió, động đất, và tải trọng. 
• Tối ưu hóa Cấu trúc: Các kỹ sư có thể sử dụng phần mềm để tối ưu hóa thiết kế cấu trúc nhằm giảm chi phí vật liệu và nâng cao hiệu suất.

d. Ngành chế tạo 

• Phân tích Quy trình Sản xuất: MSC Nastran hỗ trợ phân tích các quy trình chế tạo và lắp ráp để đảm bảo rằng các thành phần được sản xuất và lắp ráp một cách chính xác. 

• Phân tích Phân phối Ứng suất: Đánh giá cách ứng suất được phân bố trong các bộ phận được sản xuất, từ đó cải thiện thiết kế để giảm thiểu các vấn đề về mỏi và hư hỏng. 

e. Ngành Năng Lượng

• Phân tích Thiết bị Năng lượng: Sử dụng để phân tích các thiết bị trong ngành năng lượng, chẳng hạn như tuabin gió, máy phát điện và các cấu kiện khác, nhằm đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả và an toàn. 

• Phân tích Kết cấu Dưới Biển: MSC Nastran có thể được áp dụng cho các kết cấu dưới biển như nền móng của các giàn khoan dầu, đảm bảo khả năng chịu tải và bền vững trong môi trường khắc nghiệt. 

f. Ngành Y tế:

• Phân tích Thiết bị Y tế: Phần mềm có thể được sử dụng để phân tích thiết kế của các thiết bị y tế, đảm bảo chúng an toàn và hiệu quả khi sử dụng trên người. 

g. Ngành Robot và Tự Động Hóa

• Phân tích Robot: MSC Nastran giúp phân tích cấu trúc của các robot và hệ thống tự động hóa, đảm bảo rằng chúng có thể hoạt động chính xác trong các điều kiện khác nhau.