Nastran

Nastran (ursprünglich NASA STRuctural ANalysis) ist eine Finite-Elemente-Analyse-Software (FEA), die Ende der 1960er Jahre für die NASA entwickelt wurde und heute als Goldstandard in der Strukturanalyse gilt. Die Software wird vor allem in der Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und im Maschinenbau zur Simulation und Vorhersage des Verhaltens von Strukturen und mechanischen Komponenten unter verschiedenen Lastbedingungen eingesetzt.

Überblick

Typ: Finite-Elemente-Analyse-Software (FEA)
Ursprüngliche Entwicklung: Ende 1960er Jahre für NASA
Erste öffentliche Veröffentlichung: 1971 durch NASA
Hauptanwendungen: Strukturanalyse, Schwingungsanalyse, Knickanalyse, Wärmeübertragung
Industrien: Luft- und Raumfahrt, Automobil, Maschinenbau, Fertigung
Aktuelle Hauptanbieter: MSC Software (Hexagon/Cadence), Siemens, Autodesk

Geschichte und Entwicklung

NASA-Ursprünge (1960er Jahre)

Die Entwicklung von Nastran begann in den 1960er Jahren als Reaktion auf eine Analyse der NASA aus dem Jahr 1964. Diese Überprüfung ergab, dass verschiedene NASA-Forschungszentren jeweils eigene, spezifische Strukturanalyse-Software entwickelten. Ein Ad-hoc-Komitee empfahl die Entwicklung einer einheitlichen, generischen Softwareplattform.

Der erste Name des Programms während seiner Entwicklung war GPSA (General Purpose Structural Analysis). Der endgültige, von der NASA genehmigte Name NASTRAN ist ein Akronym für NASA STRuctural ANalysis.

Kommerzialisierung (1971)

1971 wurde Nastran durch das NASA Office of Technology Utilization der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Die MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) war einer der Hauptentwickler des öffentlich verfügbaren Nastran-Codes.

Da die NASA keine fortlaufende Benutzerunterstützung, Fehlerbehebung und Weiterentwicklung für die öffentliche Version von Nastran bereitstellte, entwickelte MSC 1971 eine proprietäre Version namens MSC/NASTRAN (später MSC.Nastran).

Eigentümerwechsel

Die ursprüngliche Software wurde von der Computer Sciences Corporation (CSC) entwickelt. Im Laufe der Jahrzehnte entstanden verschiedene kommerzielle Versionen:

2002: Nach einer FTC-Einigung erhielt UGS Corporation lizenzfreie, unbefristete Lizenzen für Nastran von MSC
2007: Siemens übernimmt UGS Corporation und bietet heute Simcenter Nastran an
2009: MSC Software wird von der Private-Equity-Gesellschaft Symphony Technology Group für ca. 390 Millionen USD übernommen
2017: Hexagon AB (Schweden) übernimmt MSC Software für 834 Millionen USD
2025/2026: Cadence Design Systems kündigt die Übernahme des Design & Engineering-Geschäfts von Hexagon (inkl. MSC Software) für ca. 2,7 Milliarden EUR an; Abschluss für Q1 2026 erwartet

Produkte und Versionen

Heute existieren mehrere kommerzielle Nastran-Varianten:

MSC Nastran

Die von MSC Software entwickelte Version gilt als die am weitesten verbreitete, umfangreichste und präziseste Nastran-Version weltweit. Seit 1963 wurde MSC Nastran kontinuierlich weiterentwickelt und um Funktionen für Dynamik, Rotordynamik, nichtlineare Analyse, Thermik, Hochgeschwindigkeitsimpakte, NVH, Fluid-Struktur-Interaktion und Ermüdungsanalyse erweitert.

Hauptmerkmale:

Strukturanalyse (linear und nichtlinear)
Schwingungsanalyse
Knickanalyse
Wärmeübertragungsanalyse
Ermüdungs- und Bruchmechanik
Optimiert für große, komplexe Baugruppen

Simcenter Nastran (Siemens)

Siemens bietet Nastran als Teil der Simcenter-Produktfamilie an, nachdem das Unternehmen 2007 UGS Corporation übernommen hatte.

Autodesk Inventor Nastran

Autodesk integriert Nastran exklusiv in der Autodesk Product Design & Manufacturing Collection.

Gründer und Schlüsselpersonen

Dr. Richard H. MacNeal: Mitgründer der MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) am 1. Februar 1963; verstorben im Alter von 94 Jahren
Robert Schwendler: Mitgründer von MSC
Anfangsinvestition: 18.000 USD
Erste Entwicklung: SADSAM (Structural Analysis by Digital Simulation of Analog Methods), 1963

Eigentümer und Investoren

MSC Software (Hauptversion)

Aktueller Eigentümer: Hexagon AB (seit 2017)
Bevorstehende Übernahme: Cadence Design Systems (geplant Q1 2026)
- Kaufpreis: ca. 2,7 Milliarden EUR
- 70% in bar, 30% in Cadence-Aktien
- Hexagon D&E-Geschäft erzielte 2024 ca. 265 Millionen EUR Umsatz

Frühere Eigentümer

1963-2009: MacNeal-Schwendler Corporation (öffentlich gehandelt)
2009-2017: Symphony Technology Group (Private Equity)
- Co-Investor: Elliott Management Corporation
- Übernahmepreis: ca. 390 Millionen USD (8,40 USD je Aktie)
- Finanzierung: Wells Fargo Foothill, CapitalSource (Senior Debt)

Konkurrenz

Die wichtigsten Wettbewerber im FEA-Markt sind:

Ansys: Umfassendstes Feature-Set, Marktführer in der Simulationssoftware
Abaqus (Dassault Systèmes): Besonders stark in nichtlinearer Analyse
LS-DYNA (Ansys): Spezialist für dynamische, nichtlineare Probleme wie Crash- und Impact-Tests
Optistruct (Altair): Strukturanalyse und Optimierung
Radioss (Altair): Expliziter FE-Solver für hochdynamische Ereignisse
COMSOL Multiphysics: Plattform für physikbasierte Multiphysik-Simulationen

Nastran hat sich besonders in der Luft- und Raumfahrtindustrie als Standard für Strukturanalyse etabliert und ist bekannt für Geschwindigkeit und Effizienz bei der Analyse großer, komplexer Modelle.