Nastran

En 1964, lors de la revue annuelle des programmes de recherche sur la dynamique des structures, il s'est avéré que les centres de recherche de la NASA développaient isolément des logiciels d'analyse structurelle pour leurs propres besoins. L'examen recommanda qu'un seul logiciel générique soit utilisé. Un comité spécifique fut donc formé. Le comité détermina que les logiciels existants ne pouvaient répondre à leurs exigences, et proposa d'établir un projet de coopération pour développer ce logiciel et écrivit un cahier des charges décrivant les fonctionnalités de ce logiciel[2].

Un contrat fut attribué à Computer Sciences Corporation (CSC) en vue de développer le logiciel. Le nom du programme est un acronyme formé à partir de NAsa STRuctural ANalysis. NASTRAN fut délivré par la NASA en 1968. À la fin des années 1960, MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) commença à commercialiser sa propre version de NASTRAN, appelée MSC/NASTRAN (qui est plus tard devenu MSC.Nastran).

Le logiciel a subi des améliorations en termes d'analyse numérique et de performances au fil des versions (amélioration des performances, extension des capabilités, support de nouveaux systèmes d'exploitation…). NASTRAN est largement utilisé à travers le monde dans les secteurs de l'aéronautique (EADS, Boeing, …), l'automobile (Audi, BMW, Ford, GM, PSA, Renault, Honda, …) et de l’industrie manufacturière (Dell, Caterpillar, Goodyear, …). NASTRAN est devenu le standard de facto de l'industrie pour l'analyse des structures aérospatiales.

À la suite de l'acquisition de deux de ses concurrents, Universal Analytics, Inc. (UAI) et Computerized Structural Analysis & Research Corp. (CSAR), MSC.Software dut trouver un arrangement avec la Federal Trade Commission (FTC) en novembre 2002 pour ne pas contrevenir à la loi antitrust. Suivant les termes de l'accord qui en résulta, MSC.Software se sépara d'une copie de Nastran au profit de UGS.

Les versions commerciales de NASTRAN disponibles à l'heure actuelle sont MSC.NASTRAN (MSC.Software), NEi Nastran (NEi Software) et NX Nastran (Siemens PLM Software à la suite du rachat de UGS par Siemens), Optistruct (ALTAIR engineering).

NASTRAN est écrit principalement en Fortran et contient plus d'un million de lignes de code. NASTRAN est compatible avec une grande variété d'ordinateurs et de systèmes d'exploitation, depuis les postes de travail sous Windows jusqu'aux super-calculateurs.

NASTRAN a été conçu dès le début comme composé de plusieurs modules. Un module est un ensemble de sous-routines Fortran conçues pour effectuer une tâche précise- modèle de traitement de la géométrie, assemblage des matrices, application de contraintes, résolution de problèmes matriciels, analyse de résultats de calculs, dialogue avec la base de données. Les modules sont contrôlés par un langage interne appelé Direct Matrix Abstraction Program (DMAP).

Chaque type d'analyse disponible est appelé une « solution sequence » (SOL). Les « SOL » les plus connues sont :

• 101 - Linéaire statique
• 103 - Modale
• 105 - Flambement
• 106 - Non linéaire statique
• 107 - Direct Complexe Eigenvalue
• 108 - Réponse directe en fréquence
• 109 - Réponse directe transitoire
• 110 - Modal Complexe Eigenvalue
• 111 - Réponse modale en fréquence
• 112 - Réponse modale transitoire
• 129 – Transitoire non linéaire
• 153 - Non linéaire statique couplé au transfert thermique
• 159 - Non linéaire transitoire couplé au transfert thermique
• 187 - DDAM (MSC.Nastran)
• 200 - Optimisation et analyse de sensibilités
• 400 - Non linéaire statique et dynamique (implicite) (natif MSC.NASTRAN, remplace 106, 129, 153 et 159)
• 600 - Non linéaire statique et dynamique (implicite) (MSC.Marc)
• 601 - Implicite non linéaire (Adina)
• 700 - Explicite non linéaire (combinaison de LS Dyna et de Dytran)
• 701 - Explicite non linéaire (Adina)

À l'heure actuelle de nombreux logiciels éléments finis basés sur le code source de NASTRAN ou lisant des fichiers au format "Bulk" utilisé par NASTRAN sont disponibles :

• MSC.Nastran et MD.Nastran
• NASTRAN-xMG
• NEi Nastran
• NX NASTRAN
• OPTISTRUCT / RADIOSS