案例分享 | 大众汽车公司在工程开发中采用 MSC Nastran Modules功能提升设计敏捷性、协作性

众所周知，在有限元领域，传统有限元分析建模包含多个零部件和子结构，然后将它们编排到有限元代码中（例如 MSC Nastran 里的‘include’文件）以便进行交换。在使用这些 INCLUDE 文件时需要遵守严格的编号准则，以免 INCLUDE 文件之间出现 ID号冲突。

在 MSC Nastran 中要求建立整个模型时不得出现 ID号重复。这种建模方式提供了独立的 INCLUDE 文件，在车辆设计发生更改时能够轻松应对重复使用和互换的情况。但是，采用这种方法时用户必须遵守复杂的编号方案，因此管理这些文件非常困难。这种方法既要有高度的纪律性，又要进行监督，因为它需要根据新的需求定期进行调整。

大众汽车通过多年来与 MSC 软件建立的长期合作关系受益匪浅。大众汽车不仅将来自 MSC 软件的先进技术运用于自身的分析工作中，还推动了新的 MSC Nastran 开发需求。最近的开发需求之一是 MSC Nastran 中的“Modules”。随着计算资源越来越廉价，模型也开始变得越来越庞大。这些大型模型需要高效的模型管理。有了 MSC Nastran 中这项由大众汽车推动开发的称为“Modules”的新技术，如今模型管理变得非常方便。

Modules是作为组装管理工具而引入 MSC Nastran 的，它是一个独立的数据块，通常包含零部件或整个装配体的组件。Modules类似于部件超单元，但模型不缩减。MSC Nastran 还可以通过MODULES 实例化功能将初始的模型处理成多个实例。

图 1：传统建模

总之，MSC Nastran Modules具有同 INCLUDE一样的特点，但不会出现任何 ID 号冲突。Modules可以减少模型组装过程中的“编号”工作。Modules还能让汽车 OEM 制造商与其他分析小组（例如静力学、碰撞、NVH）交换模型变得轻而易举。最后，用户可以在车辆开发过程中使用Modules功能轻松地尝试不同的设计。

图 2：大众汽车的建模

Modules的主要优势在于它们减少了对前处理器的依赖——为现有的主模块创建拷贝，对其进行平移、旋转或镜像——因而也有助于缩短建模时间。此外，MSC Nastran 的Module功能采用了与一些其他代码类似的定义，这样就能快速转换为 MSC Nastran BDF 用于其他仿真，例如采用 PAM-CRASH 的碰撞仿真。

现在，如果需要将这些不同的模块衔接在一起，可通过手工、自动及半自动方式连接各个模块。

每一个模块都有自己用于节点、单元、属性等的 ID 编号方案。ID 编号在整个模块中不必是唯一的。