MSC.Software 航空航天行业解决方案

航空航天飞行器高精尖的工作性能决定了结构设计的极其复杂，飞行任务的特殊性决定了工作环境的恶劣。因而应用的CAE 分析软件要求可靠、安全稳定、功能适用和针对航空航天行业、有丰富的航空航天行业应用经验等。MSC.Software公司根据航空航天飞行器的功能特点，提出了完整的功能数字样机模型。

MSC.Software产品行业突出特点和仿真分析功能

MSC.Software 公司从最初的MSC Nastran，到现在已经开发出覆盖结构、机构、控制、流体、电子等多学科领域的一系列软件和集成分析系统。

MSC Patran是集成的并行框架式有限元前后处理及分析仿真系统。友好的用户界面，强大的有限元前后处理功能，与Pro/E UG CATIA 以及其它CAD 软件之间的无缝接合，已在NASA、欧空局、中国的航空航天等领域得到广泛应用。

MSC Nastran 是MSC.Software 公司的旗舰产品。其分析功能主要包括：线性与非线性静力；屈曲失稳；正则模态、复特征值分析、 频率及瞬态响应析、(噪)声学分析、随机响应分析、响应及冲击谱分析、动力灵敏度分析等动力学；热力学；空气动力学及颤振；解决流体(含气体)与结构之间相互作用效应的流—固耦合；具有静、动凝聚的多级超单元；高级循环对称分析；设计灵敏度和设计优化；复合材料分析；转子动力学特性；概率有限元分析；与MSC ADAMS 有机结合进行刚/ 柔性体的多体运动力学分析；高速碰撞；对巨大模型的分布式并行分析；利用DMAP 对MSC Nastran 二次开发。

MSC Marc 是全球第一个非线性有限元软件。分析：材料非线性、接触非线性、几何大变形；多物理场和多场耦合；屈曲失稳；考虑相变潜热和热接触的耦合分析；锻造、焊接、铸造、热处理等加工工艺仿真；卓越的并行分析等。

MSC FlightLoads是MSC.Software和波音公司合作开发的气动弹性分析软件。前后处理基于MSC Patran 并进行了专业优化，解算器是MSC Nastran。分析飞行器的颤振、失稳速度、验证飞行器的结构是否合理等。分析结果可以和风洞试验结果互相修正和参考。

MSC Laminate Modeler 是MSC.Software 公司和波音公司基于MSC Patran 合作开发的。可以模拟复合材料的铺设工艺和过程，并计算出相应的复合材料力学特性。MSC Nastran直接调用模拟的复合材料性能，进行静、动力学分析。

MSC Dytran 是MSC.Software 公司的核心产品之一。采用显式积分算法，支持广泛的非线性材料模式。重点模拟：爆炸与冲击；水下/ 空中弹体发射过程和火炮制推器模拟动态仿真；高速穿甲；结构碰撞；冲压和锻造；结构跌落；流体晃动和水上迫降；飞行气坠毁和带气囊或降落伞的着陆。鸟、高速碎片等对飞行器的撞击是其分析领域，油箱的晃动是其经典的应用实例。

LS-DYNA 是MSC.Software 公司航空航天解决方案中的核心软件之一。LS-DYNA 程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序的基础代码。特别适合于求解高速碰撞、爆炸和金属成形等非线性动力冲击问题。极好的分布式并行（MPP）和共享内存式并行（SMP）功能，可以快捷地计算分析超过1000万自由度的巨大规模工程问题。

MSC Mvision是美国的一千多家材料研究单位测试的各种材料的详尽的力学性能参数和物理性能参数。新材料的研究单位和CAE 分析单位，都可以直接从MSC Mvision 查取各种参数。

MSC ADAMS 可用于建立复杂飞行器系统的“虚拟样机”。在现实工作条件下逼真地模拟其所有运动，并且快速分析比较多种设计思想，直至获得最优设计方案，从而减少昂贵的物理样机，提高产品设计水平，大幅度缩短产品开发周期和开发成本。MSC ADAMS 是世界上应用范围最广、应用行业最多的机械系统动力学仿真工具，在航空航天领域已经广泛用于模拟飞行器的展开和收缩机构以及空中对接机构的工作过程。

MSC EASY5 产品系列最初由波音公司开发。飞行器的动态系统和控制系统的各种复杂问题，都可以通过MSC EASY5在预研阶段进行评价，从而减少物理样机试制的风险。MSC EASY5 的独到之处在于具有多学科的专业应用库，借助专业应用库中的预定义子模型，为飞行器提供独一无二的系统级模型并研究多学科系统耦合问题的能力。

MSC Fatigue可以分析飞行器在复杂工况下的疲劳寿命：全寿命及初始裂纹分析；裂纹扩展分析；振动疲劳分析；铆钉的疲劳寿命分析；虚拟应变片测量；多轴初始裂纹等。

MSC Actran是分析噪声的专业软件。飞行器飞行过程中的气动噪声和振动噪声，会严重干扰电子元器件的正常工作和乘员的舒适性。MSC Actran 在NASA 和欧空局得到广泛应用。

MSC SOFY 可以非常方便地检查飞行器以及地面支持设备的有限元模型质量。可以根据设计师的思路随意地修改模型的拓扑外形，验证不同的设计方案。同时可以定义分析过程的客户化流程。

MSC SimManager 作为整体解决方案，专注于管理客户VPD（虚拟产品开发）过程中与仿真相关的流程和数据。包括：特定仿真业务逻辑管理的分析清单、内容管理、数据管理、关系管理、应用封装、报告生成等。波音公司采用M S C SimManager对飞行器的气动弹性分析流程和数据进行管理。

VPD 技术在空间飞行器领域的应用实例

国内某星载发动机，利用MSC Patran/MSC Nastran分析动力学特性分析，模态频率和振型与试验测试结果完全一致，理论分析对试验测试进行了有效的补充。

波音公司在747、757、767、777 上用MSC.Marc 模拟飞机蒙皮的加工过程。通过分析结构的回弹，优化加工工艺，41段蒙皮减重100 镑，每个型号上平均每年节省100 多万美元。

波音公司利用MSC Nastran、MSC ADAMS、MSC EASY5联合集成技术模拟MD-11 飞机着陆过程中，各种原因引起飞机左右摇晃时，机翼的是否会断裂和可能断裂的位置。

“MSC.Software 作为多年的可靠合作伙伴，其VPD 技术帮助我们改进产品质量、提高设计和试验速度，因而节省了时间和费用。”波音7E7的技术经理Dr. Ing. P. Cerreta这样评价说。

空中客车(Airbus)公司利用MSC Actran/MSC Nastran，通过分析发动机噪声和机身湍流边界层对舱内噪声的影响，确定机身选何种材料和材料如何铺设，从而提高舒适性，并最终达到减重目的。

“MSC.Software公司人员定期参加我们内部的工作会议。他们的参与和技术支持，对我们的专家制定需求和规范，提供了非常有价值的帮助。”空中客车公司技术总监Alain Garcia说道。

某星载发动机动力学特性分析

波音7E7整机强度和副翼疲

发动机噪声和机身湍流边

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