Nastran

Nastran
Desarrollador (es)	MSC Software , ENL Software , Siemens Industrias Software Digital

Lanzamiento estable	2014 ; hace 7 años ( 2014 )

Repositorio	github .com / nasa / NASTRAN-95
Sistema operativo	Multiplataforma
Escribe	Simulador de análisis de elementos finitos
Licencia	EULA propietario

NASTRAN es un programa de análisis de elementos finitos (FEA) que se desarrolló originalmente para la NASA a fines de la década de 1960 con fondos del gobierno de los Estados Unidos para la industria aeroespacial. MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) fue uno de los principales y originales desarrolladores del código NASTRAN disponible públicamente . ^[1]^{[2] El} código fuente de NASTRAN está integrado en varios paquetes de software diferentes, que son distribuidos por una variedad de empresas.

Historia

La revisión anual de 1964 del programa de investigación de dinámica estructural de la NASA reveló que los centros de investigación estaban desarrollando por separado software de análisis estructural que era específico para sus propias necesidades. La revisión recomendó que se utilizara en su lugar un único programa de software genérico. ^[3] En respuesta, se formó un comité ad hoc. El comité determinó que ningún software existente podría cumplir con sus requisitos. Sugirieron establecer un proyecto cooperativo para desarrollar este software y crearon una especificación que describía las capacidades del software. ^[4]

Se adjudicó un contrato a Computer Sciences Corporation (CSC) para desarrollar el software. El primer nombre utilizado para el programa durante su desarrollo en la década de 1960 fue GPSA, un acrónimo de Análisis estructural de propósito general. El eventual nombre formal aprobado por la NASA para el programa, NASTRAN, es un acrónimo formado por NA SA STR ucture AN alysis. El sistema NASTRAN fue lanzado a la NASA en 1968. A fines de la década de 1960, MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) comenzó a comercializar y respaldar su propia versión de NASTRAN, llamada MSC / NASTRAN (que finalmente se convirtió en MSC.Nastran). La arquitectura de software original fue desarrollada por Joe Mule (NASA) y Gerald Sandler (NASA), y Stephen Burns (Universidad de Rochester).

La aplicación de software NASTRAN se escribió para ayudar a diseñar vehículos espaciales más eficientes, como el transbordador espacial. NASTRAN fue lanzado al público en 1971 por la Oficina de Utilización de Tecnología de la NASA. El uso comercial de NASTRAN ha ayudado a analizar el comportamiento de estructuras elásticas de cualquier tamaño, forma o propósito. Por ejemplo, la industria automotriz usa el programa para diseñar sistemas de suspensión delantera y conexiones de dirección. También se utiliza en el diseño de vías férreas y automóviles, puentes, centrales eléctricas, rascacielos y aviones. Se estimó que el programa por sí solo generó $ 701 millones en ahorros de costos de 1971 a 1984. NASTRAN fue incluido en el Salón de la Fama de Tecnología Espacial de la Fundación Espacial de EE. UU. En 1988, una de las primeras tecnologías en recibir este prestigioso honor. ^[5]

El programa NASTRAN ha evolucionado en muchas versiones. Cada nueva versión contiene mejoras en la capacidad de análisis y el rendimiento numérico. Hoy, NASTRAN se usa ampliamente en todo el mundo en las industrias aeroespacial, automotriz y marítima. Se ha afirmado ^[3] que NASTRAN es el estándar de la industria para los tipos básicos de análisis de estructuras aeroespaciales, por ejemplo, análisis lineales, elásticos, estáticos y dinámicos.

En 2001, la NASA lanzó con el paquete "NASA Classics" también el código fuente NASTRAN al público a través del software de canal abierto a cambio de tarifas. ^[1]^[6]^[2]

En noviembre de 2002, MSC Software llegó a un acuerdo final con la FTC para resolver un caso antimonopolio contra la empresa en relación con dos adquisiciones de proveedores rivales de CAE, Universal Analytics, Inc. (UAI) y Computerized Structural Analysis & Research Corp. (CSAR). La FTC había alegado que las adquisiciones representaban actividades anticompetitivas. Según los términos del acuerdo, MSC se deshizo de una copia clonada de su software Nastran actual. La venta se realizó a través de licencias no exclusivas, perpetuas y libres de regalías a UGS Corporation . Siemens adquirió UGS Corporation en 2007. ^[7]

Actualmente, varios proveedores ofrecen versiones comerciales de NASTRAN.

Arquitectura de software

NASTRAN está escrito principalmente en FORTRAN y contiene más de un millón de líneas de código. NASTRAN es compatible con una gran variedad de computadoras y sistemas operativos que van desde pequeñas estaciones de trabajo hasta las supercomputadoras más grandes .

NASTRAN fue diseñado desde el principio para constar de varios módulos. Un módulo es una colección de subrutinas FORTRAN diseñadas para realizar una tarea específica: procesar la geometría del modelo, ensamblar matrices, aplicar restricciones, resolver problemas de matrices, calcular cantidades de salida, conversar con la base de datos, imprimir la solución, etc. Los módulos están controlados por un lenguaje interno llamado Programa de abstracción de matriz directa (DMAP).

Cada tipo de análisis disponible se denomina secuencia de solución.

Algunos de los códigos de secuencia de solución más comunes son:

101 - Estático lineal
103 - Modal
105 - Pandeo
106 - Estático no lineal
107 - Autovalor complejo directo
108 - Respuesta de frecuencia directa
109 - Respuesta transitoria directa
110 - Valor propio del complejo modal
111 - Respuesta de frecuencia modal
112 - Respuesta transitoria modal
129 - Transitorio no lineal
144 - Análisis aeroelástico estático
145 - Análisis de aleteo / aeroservoelástico
146 - Análisis aeroelástico dinámico
153 - Estático no lineal acoplado con transferencia de calor
159 - Transitorio no lineal acoplado con transferencia de calor
187 - Método de análisis de diseño dinámico
200 - Análisis de sensibilidad y optimización del diseño
400 - Estático y dinámico no lineal (implícito) (MSC.NASTRAN nativo, reemplaza 106, 129, 153 y 159 - parte de MSC.NASTRAN)
401 - Estático no lineal, dinámico, longitud de arco, modal, etc. (Simcenter Nastran, anteriormente NX Nastran)
402 - no lineal estático y dinámico (implícita) ( SAMCEF base para NX.NASTRAN)
600 - Estático y dinámico no lineal (implícito) (interfaz de MSC.Marc - parte de MSC.NASTRAN)
601 - No lineal implícito ( ADINA para NX Nastran, ya no estará disponible en NX NASTRAN después de 2020)
700 - No lineal explícito (LS Dyna más MSC.Dytran - parte de MSC.NASTRAN)
701 - Explícito no lineal ( ADINA para NX Nastran, ya no estará disponible en NX NASTRAN después de 2020)

Ejemplo de MSC. Modelo de análisis de Nastran

Software asociado

NASTRAN es principalmente un solucionador para análisis de elementos finitos . ^[8] No tiene funcionalidad que permita construir gráficamente un modelo o mallar. Toda la entrada y salida del programa está en forma de archivos de texto. Sin embargo, varios proveedores de software comercializan preprocesadores y posprocesadores diseñados para simplificar la construcción de un modelo de elementos finitos y el análisis de los resultados. Estas herramientas de software incluyen funcionalidad para importar y simplificar geometría CAD , malla con elementos finitosy aplicar cargas y restricciones. Las herramientas permiten al usuario enviar un análisis a NASTRAN, importar los resultados y mostrarlos gráficamente. Además de las capacidades de procesamiento previo y posterior, varios proveedores de Nastran han integrado capacidades no lineales más avanzadas en sus productos Nastran.

Opciones NASTRAN

Están disponibles las siguientes opciones de software, basadas en el código fuente original de NASTRAN:

MSC Nastran
NASTRAN-xMG (adquirido por MSC Software )
NEi Nastran (una versión basada en PC / Linux del código fuente original de NASTRAN)
NX Nastran (adquirido por Siemens Digital Industry Software con el nombre de Simcenter Nastran)
Nastran distribuido por la Open Channel Foundation

MSC Nastran

MSC Nastran es el producto comercial original de Nastran iniciado por el Dr. Richard MacNeal y Robert Schwendler en 1963. MSC Nastran se utiliza comúnmente para realizar análisis estructurales. Aunque se utiliza en todas las industrias, mantiene un gran número de seguidores en las industrias aeroespacial y automotriz para realizar análisis computacionales de tensión y deformación de modelos de estructuras a nivel de componentes y sistemas. Desde 1963, MSC Nastran ha continuado evolucionando y ampliando sus capacidades a análisis dinámico, rotordinámico, no lineal, térmico, de alto impacto, NVH, interactivo estructural de fluidos y de fatiga. En la actualidad, se combina con MSC Marc y LS-Dyna para proporcionar soluciones de análisis acopladas altamente no lineales.

NASTRAN-xMG

Construido a partir del mismo código base que el software NASTRAN original creado por la NASA que incluye la arquitectura NASTRAN original y el lenguaje DMAP, NASTRAN-xMG proporciona un tamaño de problema ilimitado, tecnología de resolución de alta velocidad y opciones de análisis de subestructuración. El principal fundador de la empresa es el Dr. Richard H. MacNeal. ^[9]

NEi Nastran

NEi Nastran es un solucionador de análisis de elementos finitos de propósito general que se utiliza para analizar el estrés lineal y no lineal, la dinámica y las características de transferencia de calor de estructuras y componentes mecánicos. Está disponible en una variedad de plataformas, incluidas Windows y Linux de 32/64 bits. ^[10] Este software fue adquirido por Autodesk en mayo de 2014. ^[11]

Simcenter Nastran (anteriormente conocido como NX Nastran)

NX Nastran resultó de una acción de la FTC contra MSC Corporation por supuesta actividad antimonopolio. El acuerdo antimonopolio permitió la compra en 2003 de una licencia perpetua y libre de regalías para el código fuente de MSC.Nastran 2001 por parte de UGS . UGS era anteriormente la división Unigraphics de EDS . Las capacidades CAE de Nastran se agregaron al CAD de NX Unigraphics y a otros componentes para formar la suite de administración del ciclo de vida del producto EDS / UGS PLM Solutions . Esta línea de productos fue adquirida por SIEMENS en 2007 y se convirtió en Siemens Digital Industry Software .

La compra incluyó una licencia perpetua, mundial, libre de regalías , no exclusiva del programa de software MSC.Nastran v2001, otros activos relacionados con el software y todos los derechos de autor y marcas comerciales adquiridos como resultado de las adquisiciones de MSC de Universal Analytics Inc. y Computerized. Structural Analysis & Research Corp. en 1999. ^[12]

Simcenter Nastran (NX Nastran) ahora forma parte de la cartera de productos Simcenter de Siemens Digital Industry Software como uno de los principales solucionadores dentro de su aplicación Simcenter 3D CAE.

OCF Nastran

Tanto las copias fuente como las binarias de Nastran están disponibles en Open Channel Foundation por una tarifa de licencia anual. Esto fue parte de la distribución de la Colección COSMIC de la NASA del Centro Nacional de Transferencia de Tecnología. Fue publicado en junio de 2015 en GitHub . ^{[ cita requerida ]}

Brotes

El éxito de NASTRAN condujo al desarrollo de muchos otros software de elementos finitos. Uno de esos programas es ASTROS, que amplió la capacidad de tipo NASTRAN para incluir la optimización estructural. Actualmente, ASTROS es mantenido por Zona Technology, Inc. ^[13]

Competencia

Actualmente existen numerosos productos FEA disponibles comercialmente, algunos de ellos pueden leer el formato de entrada NASTRAN aunque no llevan el nombre NASTRAN. Muchos de ellos se enumeran en la Lista de paquetes de software de elementos finitos , CAE , y FEA páginas (ver categorías inferiores).

Referencias

^ a b La NASA lanza software clásico al dominio público en newsbytes.com por Susan M (25 de octubre de 2001)
^ Un b NTTC, OSC celebrar el cumpleaños de la Agencia Espacial, Lanzamiento "La NASA clásicos" Software Aplicaciones Comerciales a Mercados Archivado 05/16/2016 en la Wayback Machine en openchannelsoftware.com (2001)
^ a b NASA.gov "Comunicado de prensa de la NASA 2008"
^ MacNeal, Richard H., página i., "The NASTRAN Theoretical Manual", diciembre de 1972
^ NASA.gov "Revista Spinoff de la NASA 2002"
^ nasa-releases-classic-software-to-public-domain en slashdot.com (2001)
^ UGS Corp
^ http://www.ftc.gov/opa/2001/10/msc.shtm Archivado 2013-09-08 en Wayback Machine "Comunicado de prensa de la FTC : FTC desafía las adquisiciones de MSC.Software de sus dos competidores de Nastran . Octubre de 2001
^ http://www.macnealgroup.com/www/products/ Archivado el27 de febrero de 2013en la Wayback Machine "tMG Nastran-xMG"
^ http://www.nenastran.com/nei-nastran.php Archivado el16 de mayo de 2016en la Wayback Machine "NEi Software NEi Nastran"
^ http://www.3dcadworld.com/autodesk-acquires-nei-nastran-solver/ "AUTODESK ADQUIERE NEI NASTRAN SOLVER"
^ http://www.ftc.gov/opa/2002/08/mscsoftware.shtm Archivado el 26 de mayo de 2013 en Wayback Machine "Comunicado de prensa de la FTC: MSC .Software liquida los cargos de la FTC mediante la desinversión de Nastran Software . Agosto de 2002"
^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2016 . Consultado el 21 de abril de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )

[sourceavailable1-1] La NASA lanza software clásico al dominio público en newsbytes.com por Susan M (25 de octubre de 2001)

[sourceavailable2-2] Un b NTTC, OSC celebrar el cumpleaños de la Agencia Espacial, Lanzamiento "La NASA clásicos" Software Aplicaciones Comerciales a Mercados Archivado 05/16/2016 en la Wayback Machine en openchannelsoftware.com (2001)

[dryden_story-3] NASA.gov "Comunicado de prensa de la NASA 2008"

[4] MacNeal, Richard H., página i., "The NASTRAN Theoretical Manual", diciembre de 1972

[5] NASA.gov "Revista Spinoff de la NASA 2002"

[6] sa-releases-classic-software-to-public-domain en slashdot.com (2001)

[7] UGS Corp

[8] ttp://www.ftc.gov/opa/2001/10/msc.shtm Archivado 2013-09-08 en Wayback Machine "Comunicado de prensa de la FTC : FTC desafía las adquisiciones de MSC.Software de sus dos competidores de Nastran . Octubre de 2001

[9] ttp://www.macnealgroup.com/www/products/ Archivado el27 de febrero de 2013en la Wayback Machine "tMG Nastran-xMG"

[10] ttp://www.nenastran.com/nei-nastran.php Archivado el16 de mayo de 2016en la Wayback Machine "NEi Software NEi Nastran"

[11] ttp://www.3dcadworld.com/autodesk-acquires-nei-nastran-solver/ "AUTODESK ADQUIERE NEI NASTRAN SOLVER"

[12] ttp://www.ftc.gov/opa/2002/08/mscsoftware.shtm Archivado el 26 de mayo de 2013 en Wayback Machine "Comunicado de prensa de la FTC: MSC .Software liquida los cargos de la FTC mediante la desinversión de Nastran Software . Agosto de 2002"

[13] "Copia archivada" . Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2016 . Consultado el 21 de abril de 2013 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )

[1]