Inventor Nastran 集中質量的應用

質量與力量的作用在一般的結構靜力分析上效果差異不大，

在絕大多數情況下，可以將元件的質量乘以重力加速度後換算成作用力，

設定上拿掉元件，將作用力放在元件結合面上替代結構重量的負載，

這樣做的好處是可以減少元件幾何，

降低網格與元素數量減少計算上的負擔。

左邊手臂使用集中質量

右邊手臂使用力負載

兩者結果相似

但是質量代表的是慣性作用，

在模態或動態分析上，使用力負載取代質量的做法就不可行，如下圖示：

Mode 1. 14.77Hz，左邊手臂集中質量效應

Mode 2. 33.96Hz，右邊手臂力負載效應

Mode 3. 34.60 中間手臂無負載狀況

集中質量的效應明顯帶來較低Mode頻率值，符合模態基本公式中質量m增加降低模態頻率的效應：

Inventor Nastran 中提供了一個"集中質量"，Concentrated Mass功能，

可以用來替代元件的質量慣性作用，

可減少元件的幾何，同時不影響質量的慣性作用。

Inventor Nastran的"集中質量"是用以取代不存在的元件，也就是不存在的幾何，

應用上必須先建立"連接器"跟"工作點"，

以用來設定質量的位置(工作點)與作用幾何(元素)的連結。

點選功能表中的連接器或瀏覽器列中的連接器滑鼠右鍵新增連接器，

會跳出連接器設定對話視窗，如下圖示：

步驟 1. 將類型改為剛體(Rigid)，

步驟 2. 從屬圖元選擇質量作用的幾何面或邊緣或點。

步驟 3. 獨立頂點選擇元件的質心位置（要先在模型中建立工作點）

如下圖示：

在已完成剛體連接器設定後，建立集中質量就相對簡單，

從瀏覽器列中的物理屬性下找到"集中質量"，以滑鼠右鍵點選新增，

點選剛體連接器中的工作點，設定作用質量數數值即可，如下圖示：

在模擬上，集中質量可以用來取代一些不是模擬計算目標元件的質量重力效應，

可以減少網格與元素數量加快模擬計算速度，並減少幾何問題造成的網格分割失敗與計算收斂上的影響。