Nastran

3Studio 可以连接你电脑上安装的商业版 MSC Nastran（或与它同源的 NX Nastran，两者均可正常使用）——一款专业的有限元求解器（Finite Element Analysis，简称 FEA：把结构拆分成很多个小单元，计算它在受力下的应力、变形、固有频率等力学行为），让 Agent 直接替你提交模型、跑求解、读结果，而不用你自己在命令行里敲求解器参数。

⚠️ 仅支持 Windows。 MSC/NX Nastran 本身只提供 Windows 版可执行文件，所以这项集成功能只在 Windows 系统上可用；在 macOS 或 Linux 上，设置页面里不会出现 Nastran 的配置区，Agent 也不具备这项能力。

⚠️ 预览功能。 模态分析已经过多轮真机验证，并有对照解析解标定过的量级基准，可以正常使用；屈曲分析与静力分析也已用真实 MSC 求解器验证过，但样本有限——屈曲仅验证过单一模型的单次求解；静力已完整跑过三轮求解全流程的真机案例（2026-09-04），变形与应力两个数都与手算的解析解逐位吻合，梁单元的应力也确实出现在结果里，但同样只有单份模型、单个工况的证据。建议这两类分析的关键结论仍与求解器原始输出核对。随机振动分析（SOL 111）是本版新增能力，点集中力与基础加速度两种激励下的响应求解均已验证；基础加速度激励现在会同时返回功率谱密度曲线及其峰值、以及加速度均方根——均方根不是求解器直接打印的数值，是 3Studio 从功率谱密度曲线自己积分得到的，在已核对过的样本上与求解器自己打印的均方根在它打印的全部 7 位有效数字上一致（相对误差最大 1.6e-07）（详见下文"提交模型求解"）；这里说的"已验证"指的是求解本身——能不能算、响应数值与解析解吻不吻合，两条建模路线也互证过。读取这条结果、把它积分成均方根的提取代码是另一回事：这段代码已经用真实求解器产出的曲线数值做过标定（数值跟求解器自己打印的均方根对得上），读取环节已用真实求解器产出的结果文件核过两遍：第一次在真机上完整走"提交求解 → 读出这个数"的流程时，平台没有读出均方根、由 Agent 自己从原始文件算出了同一个数，那处读取缺陷当天已修复；修复后已完整复测一次，这次平台直接读出的均方根与求解器自己打印的均方根在其全部 7 位有效数字上一致。应力结果的验证边界更窄：四边形壳单元（CQUAD4）的随机应力已确认能读出来并出现在结果里，但验的是"读不读得出"这一环，数值本身没有对照解析解或已知基准核对过；三角形壳单元（CTRIA3）因验证用的模型里没有这类单元，至今未验；梁单元（CBAR）的随机应力此前存在一个缺陷——数值明明能读出来、却不会出现在结果里；该缺陷已修复，并已在真实求解器上确认能读出、能出现在结果里，但与四边形壳单元一样，验的是"读不读得出"这一环，数值本身未与已知基准核对过。上述每一类结论各自都只有单份模型文件、单个工况的证据（壳与梁的证据还来自两份不同的模型），请对结果保持谨慎并与求解器原始输出核对。

整页仍标「预览」：档位取本页最不成熟的那项能力，目前是随机振动的应力结果——它验的是「读不读得出」，数值本身还没有跟解析解或已知基准对过。静力那一档虽然已经有解析解标定，但拉不动整页的档位。

使用前提

你的电脑上已经装好一套商业版 MSC Nastran 或 NX Nastran，并且有一个有效的求解器许可证（License）——3Studio 不包含也不安装这套求解器，只是去调用已经装好的它。
许可与并发：Agent 提交求解时拉起的就是你自己装的那个 nastran.exe，用的是你自己的许可证——3Studio 不额外申请许可。每个同时在跑的求解各占一份许可，3Studio 不设并发上限：它不知道你的许可池有多大，也不替你决定这个上限；要控制占用，就明确告诉 Agent 一次只提交一个求解。
3Studio 会在后台自动准备一个轻量的 Python 环境（用来解析/生成有限元模型文件），首次使用时通常几秒到几十秒内自动装好，不需要你手动点任何"准备环境"之类的按钮。设置页顶部那张跨软件共用的"Python 环境"卡片也会覆盖到 Nastran：兼容性列表里有它的一行（版本窗口 3.10–3.12），更换基座后 Nastran 会在下次启动时自动重新核查环境——但它没有手动指定解释器的入口，日常无需关心。

配置 Nastran 求解器路径

打开设置 → 工具标签页，找到 Nastran 卡片（默认折叠，点击标题展开）——跟 MATLAB/STK/Ansys/HyperMesh 共用同一套卡片外观和状态徽章逻辑。

状态徽章：卡片顶部的标签常见有：未检测到（灰，还没填求解器路径）、失效（红，填过的路径现在校验不通过）、检测异常（金，路径扫描本身出错）、准备中…（金，后台正在自动装那套轻量 Python 环境）、出错（红，装环境失败）、桥未运行（金，环境已就绪但桥接进程还没启动）、就绪（绿，路径有效且环境已就绪）。跟别的引擎不同，nastran 没有一步手动"准备环境"——轻量 Python 环境全自动装好，你只需要填对求解器路径。
商业 Nastran 路径：3Studio 会自动扫描常见的 MSC 安装目录（C 盘和 D 盘的 Program Files\MSC.Software）——求解器装在默认位置时卡片会自动检出，无需手填。装在其他位置时，在展开后的输入框里手动填写求解器可执行文件（nastran.exe）本身的完整路径（不是所在文件夹），例如 D:\Program Files\MSC.Software\MSC_Nastran\2024.1\bin\nastran.exe——填成文件夹会被拒绝。填好后点"设置"保存；已经保存过路径的话，旁边会出现"清除"按钮，可以清空当前配置。
- 保存成功后，卡片顶部会显示当前生效的路径；如果保存的路径后来失效了（比如文件被移走），徽章会变成"失效"，卡片上会多出一个"清除"按钮，点一下就能移除这条无效配置。
测试连接：点击"测试连接"按钮，3Studio 会尝试跟后台的 Nastran 桥接程序（Bridge，负责与求解器通信的后台服务）握手，成功时会显示当前状态、活跃任务数等信息。

`*w.exe`（窗口版）告警

MSC/NX Nastran 的安装目录里通常同时有 nastran.exe 和 nastranw.exe 两个可执行文件——文件名以 w.exe 结尾的是"窗口版"，运行时会弹出一个独立窗口，然后立即把控制权交还调用者，不会等求解真正跑完。如果你不小心把路径填成了 nastranw.exe 这样的窗口版本，3Studio 会在设置页显示一行黄色告警文字，说明这是窗口版启动器、求解会脱离掌控、任务永远不会完成，并建议改填同一个文件夹下的 nastran.exe（不带 w）。这条告警不会阻止你保存这个路径，但请按提示改过来——否则提交的求解任务会一直停在"运行中"，永远不会有结果。重新编辑输入框内容时，这条告警会自动消失。

让 Agent 做有限元求解

推荐搭配「结构专家」Agent：新建 Agent 时选择「结构专家」模板，它内置了 Nastran 求解技能——模型文件里各类设置怎么写、单位怎么对、结果里每个数该怎么读、求解失败后怎么恢复，都已经配好，比通用 Agent 少走弯路。这个模板同时内置 HyperMesh 建模技能与 Creo 几何技能（打开装配 / 改参数 / 再生 / 导出 STEP），所以从 Creo 几何到建模、求解可以交给同一个 Agent 连着做。下文能力均以结构专家为准。

配置好求解器路径之后，你可以在对话里直接让 Agent 帮你做结构有限元分析：

提交模型求解：Agent 可以把一份有限元模型文件（BDF/DAT 格式的"卡片"文本，Nastran 系列求解器通用的输入格式）提交给求解器求解，比如做模态分析（计算结构的固有频率和振型）、静力分析、屈曲分析（计算结构在多大载荷下会失稳），或随机振动分析（SOL 111，计算结构在一条功率谱密度曲线描述的随机激励下的响应，常用于卫星等航天器的发射力学环境评估——评估常用的基础加速度激励方式已在真机验证过可以正常求解，响应数值与理论解析解吻合；本版对这类激励会返回功率谱密度曲线及其峰值，以及从这条曲线积分得到的加速度均方根——发射力学环境评估常用的"3σ"判据（即 3 倍均方根）需要均方根数值，拿到这个数直接乘以 3 即可，不需要你自己再去积分曲线；已验证的范围见上方"预览功能"提示）。提交前 Agent 会先对模型做一次静态检查，覆盖四类问题：模型文件读不进去（缺结束标记、卡片写法有误、引用了不存在的编号）、壳单元网格质量太差（长宽比、歪斜、锥度、翘曲超出阈值）、CONM2 集中质量的惯量矩阵不合理、模态分析漏写频率下限的提醒；检查结果同时附带模型规模（节点数、单元数和各类单元的数量），方便你核对提交的是不是预期的那份模型。这项检查不检查材料 / 载荷 / 边界条件的取值是否合理——引用了不存在的编号仍会被上面第一类问题发现，但数值本身对不对，检查不判断。发现问题后，Agent 会先尝试修好再提交，避免白白排队等一次注定失败的求解。
随机振动结果怎么读：随机振动分析算出来的是一条统计意义上的响应——这里说的均方根数值和功率谱密度曲线，位移响应与（基础加速度激励下的）加速度响应都有，不要看到"均方根"就默认它说的是位移。3Studio 拿到的数值是均方根（Root Mean Square，简称 RMS）意义下的 1 倍标准差（即"1σ"），不是常见发射力学环境评估里用的"3σ"准则；要按 3σ 判读，需要把这个数自己乘以 3，位移与加速度的均方根都遵守这条口径。每个工况（比如运载方给的 X / Y / Z 三个方向各一条谱，就是三个工况）——仅当求解结果文件能被成功重新读取时——会把结果写到这次求解的结果目录里，最多四类文件：一份覆盖该工况全部测点、全部 6 个分量的位移均方根数值表，一条只覆盖峰值节点、只含 3 个平动分量的位移功率谱密度曲线（不是全测点的完整曲线）；如果模型求的还有基础加速度输出，会再写出加速度自身的功率谱密度曲线（同样只覆盖峰值节点、只含 3 个平动分量），以及加速度均方根数值表（覆盖该工况全部测点、3 个平动分量——这张表是 3Studio 从加速度功率谱密度曲线积分出来的，不是求解器直接打印的表；求解器本身的输出习惯不同（比如设置了对数积分而非线性积分），算出来的均方根可能与这张表差约 1.3%，两者都对，只是积分口径不同）。结果文件读不回来时，上述文件都不会写出。供你或 Agent 进一步核对。这项分析工具本身不判断结果合不合格——合格与否取决于运载方接口文件规定的具体谱线和许用值，3Studio 只负责把响应算出来、如实交给你，不会替你下"过关"或"超标"的结论。
写脚本做更灵活的操作：超出"提交模型求解"这类固定流程能覆盖的场景时（比如只是想读一下已有模型文件的某个数值、或者做一些临时的检查/编辑），Agent 也可以直接写一段 Python 脚本来做。脚本运行前会先过一道静态检查，拦掉常见的危险写法（启动其它程序、开网络连接，或用 eval/exec 这类拐弯抹角的方式执行代码），正常的建模、读写模型文件、计算都不受影响。这道检查不是安全边界——它挡的是失手，挡不住蓄意绕过。脚本以 3Studio 的权限在你本机运行，能读写你的文件，所以只运行你自己写的、或来源可信的脚本。脚本同样受求解看门狗约束（30 分钟无活动判为卡死、24 小时绝对上限）。
查询求解进度：一次求解可能跑很久（复杂模型可能几小时甚至更久），Agent 可以随时查询当前进度，不用干等结果；在读取最终结果前，Agent 至少会查询一次作业状态。
结果里的总质量：模态、静力与屈曲结果都会附带求解器算出的模型总质量（需要模型里带 PARAM,GRDPNT，即 Grid Point Weight Generator——求解器自带的整体质量统计功能），用于核对材料与密度是否设对；这个数字由求解器输出，Agent 不会（也不应该）自己手算。
结果里的模型规模与数值类别：求解结果也会附带模型规模（节点数、单元数、各类单元的数量）；位移、应力、质量、频率等主要结果标明了所属的量的类别；屈曲因子是无量纲比值，不标。具体是毫米还是米、吨还是千克，仍由模型文件本身决定——3Studio 不替你猜单位，Agent 会按模型文件里的材料和几何数据说明它采用的单位依据。频率是唯一的例外：求解器输出的固有频率固定以赫兹计。
求解器中途异常终止（内存不足等）会被识别为失败：极少数情况下，求解器会在跑到一半时因为系统资源不足等原因异常终止，但进程本身仍然返回"成功"的退出码。这种情况下 3Studio 会识别出异常终止的痕迹，把这次求解判定为失败并报明原因，而不会把一份不完整、模态数为零的结果当成正常结果交给你。

每个 MSC 作业的内存上限

3Studio 会把每次 MSC Nastran 求解可使用的内存上限设为当前电脑物理内存的 25%。这个比例会随电脑的实际内存容量自动换算，既避免单个作业占用过多内存，也不需要你额外配置。该限制通过本次作业的命令行参数生效，只属于这一次求解；3Studio 不会因此修改 MSC Nastran 安装目录里的配置。

长时求解：卡死判定与进度查询

有限元求解耗时可能很长，3Studio 用两条独立的规则判断一次求解是"卡死了"还是"只是算得慢"：

活性看门狗（30 分钟停滞判定）：3Studio 同时观察两个信号——求解器有没有持续往结果文件夹里写数据、求解器进程本身有没有在消耗 CPU。只有当这两个信号同时在 30 分钟内都毫无变化，才会判定这次求解已经卡死并终止它；只要其中一个信号还在动（哪怕只是文件在慢慢变大，或者进程仍在吃 CPU），就不会被误杀——算得再久，也不会仅仅因为"跑了很久"就被打断。
24 小时绝对上限：即便求解看起来一直"活着"（文件在变化、CPU 在被使用），3Studio 也会设一个 24 小时的硬性上限，超过就终止，避免个别发散、算不出头的求解无限占用机器。
被终止后的错误信息：不管是因为卡死被判定终止，还是撞到 24 小时上限，Agent 收到的错误信息里都会附带一段求解日志结尾的内容，方便直接看出卡在哪一步。
查进度时能看到什么：Agent 查询求解进度时，除了当前状态（排队中/启动中/运行中/后处理中/完成/失败/已取消）之外，还会看到这次求解已经跑了多久，以及距离上一次观察到"活性"（文件变化或 CPU 使用）过去了多久——这两个数字能帮助判断一次求解是正常在算，还是已经很久没有动静了。极少数情况下（比如系统层面读不到子进程的处理器占用信息），这套活性判断会退化为只看文件有没有在变化；这种情况很少见，正常使用不需要特别关心。
结果过大时：极少数情况下结果摘要会超过 Agent 单次能读取的体积，这时 Agent 不会拿到被截掉一半的结果，而是收到一条提示，引导它去读这次求解目录里落盘的结果文件；正常规模的模型远达不到这个体积。

连接状态徽章

侧边栏底部的"运行时"面板（点侧边栏底部的"运行时"按钮展开）里有一项 Nastran，显示 Nastran 桥接后台进程当前的运行状态：运行中 / 已停止 / 错误 / 不可用，文案会跟随界面语言切换。

常见问题

测试连接失败：先确认 MSC/NX Nastran 本身能在你电脑上正常打开、许可证有效；再检查设置页里保存的路径是否正确指向 nastran.exe。
提交的求解一直"运行中"不结束：最常见的原因是路径填成了 nastranw.exe（窗口版）——回设置页把路径改成同目录下的 nastran.exe，重新提交。
求解很久没反应，会不会一直干等下去：不会。参见上面"长时求解"一节——文件没有变化、且求解器进程没有 CPU 占用，两者同时满 30 分钟会被判定卡死并终止；一直有动静的求解最多跑到 24 小时也会被终止。