Мировые лидеры в разработке перспективных изделий машиностроения используют MSC Nastran в качестве универсальной конечно-элементной системы для моделирования и оптимизации конструкции. Высочайший уровень функциональности, надежности и производительности уже более 40 лет обеспечивает лидерство системы MSC Nastran во всем мире. С помощью MSC Nastran разрабатываются самые передовые образцы авиационной, автомобильной, космической техники, высокотехнологичные устройства и сооружения в других областях техники. Универсальность и многофункциональность в сочетании с высокой вычислительной эффективностью и открытой программной архитектурой позволяют инженерам проводить комплексный всесторонний многодисциплинарный расчет конструкции в единой среде.

MSC Nastran обеспечивает полный набор расчетов, включая расчет напряженно-деформированного состояния, запасов прочности, собственных частот и форм колебаний, анализ устойчивости, исследование установившихся и неустановившихся динамических процессов, решение задач теплопередачи, акустических явлений, нелинейных статических и нелинейных переходных процессов, анализ сложного контактного взаимодействия, расчет критических частот и вибраций роторных машин, анализ частотных характеристик при воздействии случайных нагрузок и импульсного широкополосного воздействия, исследование аэроупругости на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях.

Основу MSC Nastran составляют отработанная технология конечных элементов и надежные численные методы. В результате многолетней оптимизации и тестирования на различных задачах MSC Nastran обеспечивает высочайшую скорость вычислений.

В MSC Nastran предусмотрена возможность моделирования широкого круга материалов с изотропными и анизотропными, линейными и нелинейными свойствами, которые могут зависеть от деформации, температуры, скорости деформирования и др. Широко применяются балочные, оболочечные, объемные конечные элементы MSC Nastran, а также специальные элементы для моделирования точечной и шовной сварки, болтовых и заклепочных соединений, «жесткие» элементы различных типов (кинематические связи между узлами расчетной модели), интерполирующие связи и многое другое.

В состав расширенных функций MSC Nastran входят методы статической и динамической конденсации расчетных моделей, модельный синтез и метод Крейга-Бамптона. Метод суперэлементов позволяет рассматривать сложные изделия по частям, передавать расчетные модели подконструкций в матричном виде между подразделениями и предприятиями с сохранением конфиденциальности исходной модели, при этом предусмотрена возможность вывода результатов по всем узлам и элементам модели. Технология суперэлементов MSC Nastran является де-факто стандартом в международной кооперации машиностроительных предприятий. Применение данной технологии позволяет участникам обмениваться моделями изделий, при этом сохраняя конфиденциальность внутренних размеров, свойств, материалов, способов соединения деталей и т.д.

MSC Nastran располагает эффективным аппаратом автоматической оптимизации конструкций, которую можно проводить для задач статики, устойчивости, установившихся и неустановившихся динамических процессов, собственных частот и форм колебаний, акустики и аэроупругости. Оптимизация осуществляется на основе выбранных типов расчета путем вариации параметров формы, размеров и свойств конструкции. Благодаря своей эффективности алгоритмы оптимизации обрабатывают неограниченное число проектных параметров и ограничений. Вес, напряжения, перемещения, собственные частоты и многие другие характеристики могут рассматриваться либо в качестве целевых функций проекта (в этом случае их можно минимизировать или максимизировать), либо в качестве ограничений.

MSC Nastran предоставляет возможность расчета характеристик работы конструкций из композиционных материалов. Особенно эффективно эти возможности реализуются при использовании MSC Nastran в сочетании со специальной опцией программного пакета Patran — Patran Laminate Modeler, обеспечивающей быструю подготовку высокоточных конечно-элементных моделей конструкций из композиционных материалов и эффективную обработку результатов.

Тесная связь MSC Nastran с системой Patran обеспечивает полностью интегрированную среду для моделирования и анализа результатов. Все ведущие производители пре- и постпроцессоров, а также систем автоматизированного проектирования, признавая неоспоримое лидерство MSC Nastran на рынке конечно-элементных продуктов, предусматривают прямые интерфейсы с этой системой.

В составе MSC Nastran имеются специальные последовательности решения SOL 600 и SOL 400, ориентированные на решение задач анализа существенно нелинейного поведения изделия, многодисциплинарного анализа, а также задач расчета последовательного нагружения изделия воздействиями разной природы (тепло — прочность и др.).

MSC Nastran SOL 600 — это, по сути, решатель Marc, «встроенный» в MSC Nastran. Преимущество использования SOL 600 состоит в возможности доступа к эффективным инструментам решателя Marc при работе в среде хорошо знакомого огромному количеству пользователей структурированного интерфейса MSC Nastran. Решение задач в MSC Nastran с использованием SOL 600 с высокой эффективностью выполняется на многопроцессорных компьютерных кластерах.

MSC Nastran SOL 400 — это дальнейшее развитие решателя MSC Nastran в части повышения эффективности и точности решения статических и динамических задач, усовершенствования алгоритмов учета контактного 3D-взаимодействия частей расчетной модели, внедрения новых алгоритмов решения тепловых задач (алгоритмы, применяемые в программном пакете Sinda), расширения возможностей решения многодисциплинарных задач путем объединения различных видов анализа (например, тепловой расчет — статика — динамика) в единый расчетный случай с целью проведения комплексного исследования работы изделия за один запуск модели на расчет, сокращения затрат времени на вычисления за счет повышения эффективности решателей и др.

В состав программного пакета MSC Nastran входит последовательность решения SOL 700, объединяющая в себе возможности известных решателей LS-DYNA и Dytran и предназначенная преимущественно для моделирования высокоскоростного нагружения изделий, включая их большие деформации и разрушение (например, соударения различных объектов, технологические процессы типа штамповки, ковки и т.п.), а также динамического взаимодействия изделия и газовой или жидкой среды (например, взаимодействие подушки безопасности и манекена в процессе столкновения автомобиля и т.п.). В SOL 700 для решения нелинейных задач применяется высокоэффективная явная схема интегрирования. За счет интеграции решателей LS-DYNA и Dytran в MSC Nastran сокращается время, необходимое для подготовки расчетной модели, и повышается точность многодисциплинарного анализа.

В соответствии с актуальными тенденциями развития технологий виртуального моделирования и требованиями компаний-заказчиков вычислительная производительность MSC Nastran оптимизирована для решения больших и сверхбольших задач, а также выполнения комплексных, связанных видов многодисциплинарного анализа.