marc有限元软件-链接
6 连接
连接(LINKS)菜单用来定义节点间的连接方程。连接分为MARC 的标准连接(MPCs)、用户定义的连接(MPCs)或弹簧。在动力分析问题中，在与弹簧平行的方向上可以定义阻尼特性。
图6.1 连接菜单
选择当前连接的形式：节点连接、伺服连接或弹簧/阻尼连接。
节点连接(Nodal Ties )
弹出菜单。通过连接选项定义节点间的多点约束。
6
Main Menu Links
Node Ties
图6.2 节点连接设置子菜单
连接菜单命令如下： 在连接列表中产生一个新的连接，并把它作为当前的连接。
Main Menu
Links
Node Ties
删除当前的连接。删除后，上一个连接变成了当前的连接。如果没有上一个连接，下一个连接将变成当前的连接。
设置或改变当前连接的名称。
通过复制当前连接，在申请列表中增加新连接。
选择连接列表中上一个连接，并把它作为当前的连接。
选择连接列表中的下一个连接并使其变成当前的连接。
选择要编辑的连接并使其变成当前的连接。需给出一个连接名称。
连接分类（Link Class）
为当前的节点连接设置MARC的连接类型。连接类型由整数定义。参见《MARC Volume C Program Input》中节点连接的类型和定义。如果选择用户自定义的连接类型，必须提供用户子程序UFORMS。
Main Menu
Links
Node Ties 连接（Tied）
为当前的连接设置被连接的节点。
保留（Retained）
RETAINED NODES
NODE 2
定义节点连接的保留节点。输入适于这个连接类型的被保留节点的节点号。
如果使用用户定义的连接类型，必须用SET命令指定保留节点。
作为一个例子：
为实现位移的连续性，使用类型31，连接节点为5(TYPE 31,TIED NODE=5)，保留节点为4和6。
Main Menu
Links
Node Ties N对1节点连接（N to 1 Nodal Ties）
调用生成多重约束的菜单。对N个不同的连接，有各自的连接点，但用相同的保留节点。
图6.3 N对1节点连接子菜单
为当前的节点连接设置MARC的连接类型。连接类型由整数定义。参见《MARC Volume C Program Input》中节点连接的类型和定义。如果选择用户自定义的连接类型，必须提供用户子程序UFORMS。
Main Menu
Links
Node Ties 保留（Retained）
RETAINED NODES
NODE 2
定义节点连接的保留节点。输入适于这个连接类型的被保留节点的节点号。
输入作为连接节点的节点列表。必须在加连接（ADD TIES）之前定义保留节点。
清除当前连接。
Main Menu
Links
Node Ties N对N节点连接（N to N Nodal Ties）
调用菜单。可对一系列节点施加相同的连接类型。
图6.4 N对N节点连接子菜单
触发开关。控制N 对N点多重连接（link_multi_tie_n_to_n）命令是否从用户输入的节点建立节点路径。
定义路径上的节点作为连接节点。接着定义路径上的节点作为第一个保留节点。如果必要，再定义第二个保留节点。
Main Menu
Links
Servo Links 伺服连接(Servo Link)
弹出菜单。通过伺服连接选项定义节点间的多点约束。
图6.5 伺服连接设置子菜单
Main Menu
Links
Servo Links
伺服连接的基本公式为
U CU C U
DOF
T
DOF
R
DOF
R
T
=+
12
1
1
2
2
这里U
D O F
T
T
为连接节点的位移，U
D O F
R
1
1为保留点R1的位移，C1为相关系数。
为当前的伺服连接选择被连接的节点。
设置当前伺服连接中被连接节点的自由度。自由度被定义为从1开始的整数。
保留(Retained)
必须同时使用以下三条命令来定义保留节点。对每个保留节点都必须定义。
设置保留节点的节点号。
设置保留节点的自由度。
设置与保留节点/自由度相关的系数。
Main Menu
Links
Servo Links N对1伺服连接（N to 1 Servo Links）
调用生成多重伺服连接的菜单。对N个不同的伺服连接，有各自的连接点，但用相同的保留节点。
图6.6 N对1伺服连接子菜单
Main Menu
Links
Servo Links 连接(Tied)
设置当前伺服连接中被连接节点的自由度。自由度被定义为从1开始的整数。
保留(Retained)
输入伺服连接的保留节点数。
关系(Term)
必须同时使用以下三条命令来定义保留节点。对每个保留节点都必须定义。
设置保留节点的节点号。
设置保留节点的自由度。
设置与保留节点/自由度相关的系数。
输入作为连接节点的节点列表。必须在加伺服（ADD SERVOS）之前定义保留节点。
清除当前连接定义。
Main Menu
Links
Servo Links N对N伺服连接（N to N Servo Links）
调用菜单。可对一系列节点施加相同的伺服连接类型。
图6.7 N对N伺服连接子菜单
触发开关。控制N 对N点多重伺服（link_multi_servo_n_to_n）命令是否从用户输入的节点建立节点路径。
定义路径上的节点作为连接节点。接着定义路径上的节点作为第一个保留节点。如果必要，再定义第二个保留节点。
Main Menu
Links
Springs/Dashpots 弹簧/阻尼(Spring/Dashpot)
弹出菜单。定义弹簧和阻尼器。
图6.8 弹簧/阻尼设置子菜单
定义弹簧的刚度。
定义阻尼系数。只有在进行瞬态动力分析时才需要输入此系数。
Main Menu
Links
Springs/Dashpots
定义使用或不使用MARC的用户子程序USPRNG。
当使用用户子程序时，FORTRAN源代码文件必须存在于当前的工作目录下，以便于MARC在运行用户所提交的作业时对该文件进行编译和连接。
开始（Begin）
设置弹簧连接的第一个节点编号
设置弹簧连接第一个节点的自由度。
结束（End）
设置弹簧连接的第二个节点编号
设置弹簧连接第二个节点的自由度。
Main Menu
Links
Springs/Dashpots N对1弹簧/阻尼连接（N to 1 Springs/Dashpots）
调用生成多重弹簧连接的菜单。对N个不同的弹簧连接，有各自的开始节点，但用相同的结束节点。
图6.9 N 对1弹簧/阻尼设置子菜单
输入作为所有弹簧开始节点的节点列表。
Main Menu
Links
Springs/Dashpots N对N弹簧/阻尼连接（N to N Springs/Dashpots）
调用生成多重弹簧连接的菜单。可在N个节点之间形成N个相同的弹簧连接。
图6.10 N 对N弹簧/阻尼设置子菜单
定义路径上的节点作为弹簧的开始和结束节点。
marc有限元软件-几何特性
98 8几何特性 这个菜单用来定义与有限元网格相关的几何特性。 与网格相关的坐标通过MESH GENERATION菜单定义。本章中的命令用来确定其它几何数据，例如，壳单元的厚度，梁单元的横截面，杆单元的面积等。根据所分析问题的物理现象，还会用到一系列子菜单。 选择GEOMETRIC PROPERTIES菜单，会出现下面的菜单。 图8.1 几何特性菜单 对于结构分析，应选择MECHANICAL菜单中的一个。对于传热分析和其它所有分析(如静电场分析，静磁场分析，电磁场分析，或液压轴承分析)，应选择HEAT TRANSFER菜单。 如果选择了某一特定命令，会出现一个弹出菜单，要求用户补充附加数据。这些菜单与所选择的单元类型有关。
Main Menu Geometric Properties 3-D 力学单元,3-D（Mechanical Elements,3-D） 允许用户进入3维单元所需几何信息的附加菜单。比较典型的是杆和梁的横截面积，壳单元的厚度等。当用户选择了3-D菜单，会出现下面的菜单。 图8.2 力学3-D单元子菜单
Main Menu Geometric Properties 3-D 几何特性类型（Geometric Property Type） 确定杆的横截面面积。第9和第36号MARC单元都需要这种数据。 确定横截面积。此外，用户需要输入缆索的初始长度或初始应力。这个信息对应MARC的第51号单元。 对于MARC 的第52和第98号单元，需要确定横截面积和对梁轴线的惯性矩Ixx和Iyy。梁的局部坐标轴x也在这里定义，局部坐标轴z的方向与梁的轴线方向一致，从第一个节点指向第二个节点。 还可以定义扭转刚度因子和有效扭转受剪面积。 对MARC 中第13，14，25，76，77，78或79号单元，无论是闭合截面梁还是开口截面梁，必须在此确定横截面特性。对于闭合梁，缺省为中空的柱体（管状物），用户必须输入这个管的半径和厚度。这样的管的截面由16个节点组成，计算得到的结果也是对应这16个点。对于非闭合梁，与闭合梁不同的是，定义一个梁截面卡片。横截面由BEAM SECTIONS菜单定义。 在此定义梁的局部坐标轴 x。局部坐标轴z的方向与梁的轴线方向一致，从第一个节点指向第二个节点。
基于Marc的汽车密封条有限元分析及二次开发
毕业设计 题目基于Marc的汽车密封条有限元 分析及其二次开发 学院机械工程学院 专业机械工程及自动化 班级机自0902 学生李清杰 学号20090421147 指导教师宋卫卫 二〇一三年五月二十四日
摘要 采用非线性有限元分析软件MSC.Marc对车窗和车门密封条受力过程进行分析，并掌握了它们的整个分析过程，对整个分析过程进行进一步的研究和简化，来提高工作效率。而对于各种不同的密封条的分析有些过程是一样的，因此可以对其进行二次开发，省略其中的繁琐的过程，而MSC.Marc支持Python程序的调用，使用PyMentat 模块来建立或修改模型时，Python脚本就会发送一系列命令给MSC.Marc Mentat，这些命令和选择适当的菜单选项时提交的命令是相同的，也就是说Python脚本程序命令MSC.Marc软件执行相应的操作，来进行不同程度的建模、分析以及后处理。所以采用Python语言进行一系列的编程，简化了车窗和车门密封条的有限元分析过程，而且通过PyMentat模块在Python脚本中使用MSC.Marc Mentat PARAMETERS可以很简单的进行变量的输入，在调用Python程序前可输入要改变的变量，例如受力的大小等。 关键词：MSC.Marc；密封条；python程序；有限元分析
ABSTRACT By using the nonlinear finite element analysis software MSC.Marc for window and door seal force process analysis, and grasp the whole analysis process are simplified, and further research on the whole process of analysis, to improve work efficiency.Analysis of sealing strip for a variety of some process is the same, so it can be two times the development of its, omit the tedious process, while the MSC.Marc Python program to support the call, to create or modify the model using the PyMentat module, the Python script will send a series of commands to the MSC.Marc Mentat, these commands and select the appropriate options menu to submit orders is the same, that is to say the Python script commands of MSC.Marc software implementation of the corresponding operation, to varying degrees of modeling, analysis and processing. So a series of programming using Python language, simplify the finite element window and door seal analysis process, but also through the PyMentat module in the Python script using the MSC.Marc Mentat PARAMETERS can be very simple for variable input, input to change the variables in the calling Python program, for example, force size etc.. Key words：MSC.Marc; seal; Python program; finite element analysis
marc有限元软件-接触
9 9 接触 接触菜单用于预先描述定义变形体和刚体所需要的数据。除此以外,也可以预先描述两个体之间的相互作用。 变形体由有限元网格中被选择的一部分组成。刚体表面可以利用 多种方法描述。 命令说明Mentat 3.1
接触体（Contact Bodies） 定义接触体。在分析期间，MARC将施加约束，使得变形体外表面的节点不嵌入刚体或其它变形体，包括它们自己本身。对于接触问题的更详细的信息见MARC Volume A, 《User Information》和Volume C,《Program Input》。 命令说明Mentat 3.1
图9.2 接触体子菜单 对每一个接触体应该给定一个唯一的名字。用NEW，NAME，COPY，PREV，NEXT和EDIT命令来选择当前接触体的标识符。当前的接触体可以用REM选项删除。 命令说明Mentat 3.1
命令说明 Mentat 3.1 接触体类型 (Contact Body Type) 接触体可以是刚体或变形体。 变形体的定义必须在所有的刚体定义之前。 选择DEFORMABLE 后出现下面菜单。用于输入变形体参数。 图9.3 变形体子菜单 磨擦 (Friction) 定义摩擦系数。必须用JOB 选项来识别摩擦类型。
命令说明 Mentat 3.1 耦合分析传热 (Heat Transfer for Coupled Analysis) 定义耦合分析中的附加参数。对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。两个变形体接触时，接触热传导系数用于确定两个实体之间的对流。 描述 (Description) 选择节点与实体接触时，使用何种模式。解析（ANALYTICAL ）模式指的是，样条曲线（二维）或高斯面（三维）通过外表面的节点来确定位置。这样可提高精度。用户也可用上一个菜单中的Analytical Desc. Discontinuity 命令。 当使用离散（DISCRETE ）模式时,外表面备分段的线性线段（二维）或平面小区域（三维）来表现。
Marc
Marc 全球非线性有限元软件行业的领导者 MSC.Marc 是MSC.Software 公司于1999年收购的Marc 公司的产品。Marc 公司始创于1967年，是全球首家非线性有限元软件公司。经过四十余年的不懈努力，Marc 软件得到学术界和工业界的大力推崇和广泛应用，建立了它在全球非线性有限元软件行业的领导者地位。 随着Marc 软件功能的不断扩展，软件的应用领域也从开发初期的核电行业迅速扩展到航空、航天、汽车、造船、铁道、石油化工、能源、电子元件、机械制造、材料工程、土木建筑、医疗器材、冶金工艺和家用电器等，成为许多知名公司和研究机构研发新产品和新技术的必备工具。 Marc 软件通过了ISO9001质量认证。在中国，Marc 通过了全国压力容器标准化技术委员会的严格考核和认证，成为与压力容器分析设计标准GB4732－95相适应的有限元分析软件。 一．产品特色 ? 多种物理场的分析能力。 ? 复合场的耦合分析能力。? 强大的非线性分析能力。? 最先进的接触分析功能。? 并行计算功能。? 丰富的单元库。? 开放的用户环境。 ? 强大的网格自适应功能。? 全自动三维网格重划分。 二．方便高效的用户界面 MSC.Mentat 作为MSC.Marc 程序的专用前后处理器， 完全支持MSC.Marc 所有功能。另外MSC.Patran 已经实现了对MSC.Marc 结构分析、热分析和热－结构耦合分析的完全支持，也支持磁场、电场、压电场分析，下面主要介绍MSC.Mentat 的功能。 1．几何建模 MSC.Mentat 可通过自顶向下和自底向上的方式生成几何模型，支持对几何元素点、线、面、体的各种，例如增加、删除、编辑和显示等。 2．网格划分 MSC.Mentat 提供功能齐全、性能卓越的的自动网格生成技术，可以将几何点、线、面元素直接转化成有限单元的节点、线单元和面单元。可以自动对几何形状划分面网格或体网格。具有专门的六面体网格生成器以及Rebar 单元生成器。 MSC.Marc 六面体网格自动划分功能充分考虑了网格划分的基本要求，用户可以指定内部网格稀疏过渡级别，程序在稀疏网格过渡处自动生成多点约束方程，满足位移协调。 3．网格操作 MSC.Mentat 的其它有关网格功能有复制、移动、扩展、对称、转换、单元阶次的转换、检查、重排、相交、清除、松弛、拉直、重划分、附着等。 4．其他功能 MSC.Mentat 的前处理功能除几何建模和网格划分外，还可以定义边界条件、材料参数、几何参数、接触信息、初始条件、连接关系（如多点约束）等。 对于聚合物材料，如橡胶类材料，MSC.Mentat 提供了曲线拟合功能。对于损伤分析所需的材料模型参数，用户定义表述材料连续或不连续软化的曲线后，可自动拟合出分析损伤的材料参数。 5．MSC.Mentat 的文件接口 包括：AutoCAD 、ACIS 、IGES 、C-MOLD 、STL 、I －DEAS 、MSC.Nastran 、MSC.Patran 、VDAFS 。还可以将MSC.Marc 分析结果以I-DEAS 或Hypermesh 的格式输出，以便在I-DEAS 或Hypermesh 界面上进行后处理。 MSC.Marc 可以产生一个模态中性文件（MNF ）来定义集成到MSC.ADAMS 模型中的柔性部件。
Marc使用心得
Marc使用心得 1 换名另存 File-——Save as下“SELEXTION”下输入新名，例如“12233”： 2 单位使用 长度：m 质量：kg 荷载：kN 3 Exit number Exit number 在Volume A: Theory and User Information 查 4 Initial Loads 注意。 为什么？ 5 纤维单元设置
几何尺寸设置，选择“solid section beam”，注意方向，在“Vector”中设置。 6 Marc中快速生成曲线和拷贝曲线数据 利用table中copy to 将Marc生成的曲线拷贝到剪贴板，到excel中粘贴；利用table中“clipboard”中copy from可以将剪贴板数据拷贝到Mrac 中。 7 分层壳中关于钢筋的实现 采用“弥散钢筋模型”，对于纵横向配筋率相同的墙体，可设为各向同性钢筋层；对于纵横向配筋率相同的墙体，可分别设置不同材料主轴方向的正交各向异性的钢筋层来模拟。 对于连梁、暗柱等特殊构件，可采用“离散钢筋模型”，采用“Inserts”功能直接嵌入。 8 关于纤维截面生成 通过陆老师提供的“THUFIBER_PRE.exe”软件输入一次截面，生成一个截面信息文件“matcode0.txt”，将生成参数拷贝到“matcode.txt”中对应
位置。 注意：（1）截面的局部坐标方向不能搞错； （2）matcode中的截面顺序必须与Marc输入的截面顺序保持一致。Element 52 9 Marc中选择显示 见：Select—→Visible Sets 10 弹塑性时程分析中阻尼的设置 《陆》：结构的阻尼既与质量也与刚度有关（例如瑞雷阻尼），这里仅介绍一种最为简单的阻尼取法：假设结构的阻尼为质量比例型，结构各阶振型阻尼比相同，例如钢筋混凝土结构。可取阻尼比ξ=0.05，则结构的质量阻尼系数可按：2ξ·f1·2π来计算得到。f1为结构的第一周期对应的频率值。 11 关于纤维梁单元（Element 52）的局部坐标设置
marc有限元软件-链接
6 连接 连接(LINKS)菜单用来定义节点间的连接方程。连接分为MARC 的标准连接(MPCs)、用户定义的连接(MPCs)或弹簧。在动力分析问题中，在与弹簧平行的方向上可以定义阻尼特性。 图6.1 连接菜单 选择当前连接的形式：节点连接、伺服连接或弹簧/阻尼连接。 节点连接(Nodal Ties ) 弹出菜单。通过连接选项定义节点间的多点约束。 6
Main Menu Links Node Ties 图6.2 节点连接设置子菜单 连接菜单命令如下： 在连接列表中产生一个新的连接，并把它作为当前的连接。
Main Menu Links Node Ties 删除当前的连接。删除后，上一个连接变成了当前的连接。如果没有上一个连接，下一个连接将变成当前的连接。 设置或改变当前连接的名称。 通过复制当前连接，在申请列表中增加新连接。 选择连接列表中上一个连接，并把它作为当前的连接。 选择连接列表中的下一个连接并使其变成当前的连接。 选择要编辑的连接并使其变成当前的连接。需给出一个连接名称。 连接分类（Link Class） 为当前的节点连接设置MARC的连接类型。连接类型由整数定义。参见《MARC Volume C Program Input》中节点连接的类型和定义。如果选择用户自定义的连接类型，必须提供用户子程序UFORMS。
Main Menu Links Node Ties 连接（Tied） 为当前的连接设置被连接的节点。 保留（Retained） RETAINED NODES NODE 2 定义节点连接的保留节点。输入适于这个连接类型的被保留节点的节点号。 如果使用用户定义的连接类型，必须用SET命令指定保留节点。 作为一个例子： 为实现位移的连续性，使用类型31，连接节点为5(TYPE 31,TIED NODE=5)，保留节点为4和6。
Marc中常用词汇
一、网格的划分(MESH GENERATION) 与有限元分析相关的常用词： ELEMENT （单元）由多个节点定义的用于分析的最基本区域。 NODE （节点）用于定义单元的点，具体位置由坐标值确定。 与几何实体相关的常用词： POINT （点）描述曲线、曲面的控制点。 CURVE （曲线）线段、圆弧、样条等曲线的统称。 SURFACE （面）四边形面、球面、圆柱面等曲面的统称。 节点的生成： 在MESH ENERATION 菜单下方，有橙色的条目NODE，其右边依次为绿色的ADD、REM、EDIT、SHOW 光钮，分别表示生成、删除、修改、确认节点，选取NODE－ADD 后将<↑>移至格栅中心，按鼠标器左键，则在该点周围有一红色“”表示已将该点生成为节点，注意此时只有格栅点才能被检取生成为节点， 同理依次将格栅点（1，0，0）（1，1，0）（0，1，0）生成为节点。 单元的生成 当节点已经存在时，选取ELEMS－ADD，用鼠标器按逆时针的顺序检取节点，将<↑>移至节点附近，按
marc有限元软件-网格生成
3 3 网格生成 网格生成（MESH GENERATION）菜单用于建立和/或修改模型的几何形状或有限元模型。 网格生成菜单由以下子菜单和命令构成。
Main Menu Array Mesh Generation 图3.1 网格生成菜单
Main Menu Mesh Generation 节点（Nodes） 在某一特定位置加一个节点。注意：节点的坐标为当前所定义的坐标系。缺省设置为总体直角坐标系。 如果GRID按钮被激活，则可以用鼠标在屏幕上直接点节点的位置。 从模型中删除节点。必须指定一系列要删除的节点。只有那些与单元没有联系的节点才可以被删除掉。在删除节点之前一定要先将与其有关联的单元删掉。 对已存在的节点重新定位。必须选择节点并输入新的坐标值。 显示被选择节点在总体坐标系和用户坐标系下的x、y、z坐标值。 单元(Elements) 将单元加到当前的模型中去。所加单元的类型取决于当前所定义的单元阶次。选择相应的节点以定义单元的拓扑关系。定义单元所需的节点数目取决于单元的阶次。如果GRID按钮被激活，则可以用鼠标来添加单元。如果选择的几何点上没有定义节点，则节点将会被自动建立。注意：定义二维单元时必须注意要按逆时针方向在x-y或z-r 平面内选节点。
Main Menu Array Mesh Generation 从模型中删除单元。必须选择要删除的单元。 重新定义单元中的节点连接情况。旧节点将从单元中被去除，但 仍然保留在模型中。使用清除节点(SWEEP NODES)命令可以将多 余的节点从模型中删除。使用编辑(EDIT)命令时必须选择要修改的单 元以及新的节点号。 显示所选单元的信息。可以显示单元号、单元阶次、单元类型。 另外单元的节点连接情况也会被显示出来。 几何点(Points) 在网格的某一特定位置加一个几何点。注意：点的坐标为当前所 定义的坐标系。缺省设置为总体直角坐标系。如果GRID按钮被激活 ，则可以用鼠标在屏幕上直接确定几何点的位置。 从模型中删除几何点。必须指定一系列要删除的几何点。只有那 些没有被曲线、曲面或实体使用的几何点才可以被删除掉。 对已存在的几何点重新定位。选取点并输入新的坐标值。
Marc有限元分析
1.工程背景： 橡胶一词来源于印第安语cau-uchu，意为“流泪的树”。天然橡胶就是由三叶橡胶树割胶时流出的胶乳经凝固、干燥后而制得。1770年，英国化学家J.普里斯特利发现橡胶可用来擦去铅笔字迹，当时将这种用途的材料称为rubber，此词一直沿用至今。橡胶的分子链可以交联，交联后的橡胶受外力作用发生变形时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理力学性能和化学稳定性。橡胶是橡胶工业的基本原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。 橡胶是介于固体和理想流体之间的一类特殊材料，具有独特的优良特性,如柔韧、耐磨、耐腐蚀、绝热绝缘等, 但是橡胶具有复杂的力学性质,比如对外界的微小作用具有敏感性,施加小载荷即可产生较大变形,其变形响应具有几何非线性与物理非线性的特点,在接触问题中还具有接触边界非线性特点。 在现实中，橡胶材料的应用也越来越广阔，也就我们对各种橡胶模型进行受力分析，找出破坏点，优化结构等等。这次的课题是有缺口的橡胶平面板在拉伸过程中的位移，应力分布，以及找到应力集中点，找的易被破坏的点。 2.题目： 如图所示橡胶缺口实践，宽、高、厚分别为 300mm、200mm、1mm，缺口深30mm，材料选 择Mooney材料，P=10MPa，C1=8，C2=2。
（1）建模划分单元： 划分单元模型 （2）有限元分析、位移应力云图: 如位移云图所示在图1位置应变最大，如柯西应力、Mises 应力云图所示最大应力出现在缺口顶角和橡胶板的四角处，应力集中。在模型上延X 轴画一路径，绘出位移延路径变化的曲线，如路径位移曲线所示。 位移云图 柯西应力云图 路径 1
利用MSC.MARC前处理功能建立岩土地基的有限元模型
文章编号:1004—5716(2004)06—0003—04中图分类号:TU17 文献标识码:B 利用MSC.MARC前处理功能建立岩土地基的有限元模型 周 敏 (河海大学工程力学系,江苏南京210098) 摘 要:简单介绍了MSC.MARC的前期处理功能,模型建立通常采用的两种方法;详细描述AU TOCAD与MSC. MARC的联合应用的具体步骤,为复杂岩土地基的有限元模型的建立找到一种较为简单的方法。 关键词:MSC/MEN TA T;有限元法;网格 MSC.Marc/Mentat是目前国际上最先进的通用非线性有限元分析软件,它是MSC S oftware Cooperation(简称MSC)公司的产品。MSC.Marc/Mentat的前期网格处理功能非常强大:具有以ACIS为内核的一流实体造型功能;全自动二维三角形和四边形,三维四面体和六面体网格自动划分建模能力;直观灵活的多种材料模型定义和边界条件的定义功能;分析过程控制定义和递交分析,自动检查分析模型完整性的功能以及实时监控分析功能。使得用户更加容易学习和掌握有限元分析技术,大大减少了以前完全由人工生成和输入有限元模型的工作量和计算量,提高了分析,整理结果的速度和减少了出错的机会。 但是,对于建立在复杂地基上的坝体来说,由于地形非常复杂而且在岩基中存在大量的断层、裂隙和软弱夹层,用该软件仍然很难准确而高效的建立起有限元网格模型。所以,在对坝体进行三维非线性有限元分析时,往往要花费相当多的精力与时间来建立有限元模型,如何提高网格剖分的效率成了许多科研工作者们所关心的问题。 1 通常处理方法 例如:拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界地,坝址区河谷陡峭,坝基由花岗岩组成,岩石均匀,两岸没有与拱座推力方向相交的大断层,坝肩部位分布的主要断层和软弱带有:陡倾角断层F29、L145、F164、F166、F172、F211、F201、F421;缓倾角断层Hf4、Hf6、Hf7、Hf8、Hf10等。在 2460～ 2400m左岸拱座下游F29和L145间有Ⅱ号变形体;并且有很多断层相交,还有几条断层穿过坝体,处理起来相当的复杂。 通常的处理方法有两种: (1)编制程序,在AutoCAD,Marc,Ansys基础上进行二次开发,使之自动剖分; (2)首先把各平切图(剖面图)描绘到坐标纸上,然后根据实际情况,进行模拟、剖分。有的是直接在坐标纸上剖分出需要的网格有限元模型(即完成细剖分),有的是先在坐标纸上进行超单元的剖分,然后进行节点,单元编号,最后进行各节点坐标,各单元信息的读取,输入计算机程序中(Marc,Ansys或其他程序),根据实际情况进行处理。这两种方法最大的弱点就是耗费大量的时间。编制程序需要很长的周期,这不是一两个人在短期内能够完成的,而且面对复杂的岩基,编制程序并不一定是可行的;而第二种方法会把大量的时间浪费在节点坐标,单元信息的读取与输入上,很不合算。 作者在《黄河拉西瓦拱坝三维非线性分析和安全度评价》项目中,联合应用AutoCAD与Marc软件联合应用,从岩基网格剖分中找到了一种简便的方法。 2 具体操作步骤 (1)利用AutoCAD软件,把计算范围内的基岩根据断层的走向,兼并分成合适的几个高程的平切(剖面)地质图。首先在各平切图中把网格剖分为超单元。在剖分中,尽量以最少的单元把基岩中的断层、轮廓描述出来,并注意保证上下各层的横向,纵向单元数相同,以便于下面步骤的正确进行,然后把各个平切图形文件以R12的格式存盘; (2)运行Marc程序,进入其界面,分别把各平切图读入,再进行下面的操作:Files>import>DXF/DWG>3.dwg; (3)Mesh G eneration>Intersect>curve/curve>all existing; (见图1) (4)Mesh G eneration>Convert> 设置:divisions:1,1; Pointto nodes>all existing;(见图2) (5)Mesh G eneration>Automesh>curve divisions 设置:Fixed#divisions:1, Apply curve divisions>all existing;(见图3) (6)Mesh G eneration>Automesh>check/re pair geometry> check curves>all existing; clean2D curve loops>all existing;(见图4) (7)Mesh G eneration>Automesh>choose2D planar meshing >quad mesh!(ADV FRN T);(见图5) 分别点取每个四边形,形成单元。在点取过程中要注意单元的排列顺序必须与上下层的顺序相同,以便于最后的组合。 点取完成后,进行第八步, (8)Mesh G eneration>swee p>all; >nodes(remove unused);(见图6) (9)Mesh G eneration>renumber>all; (10)files>write>3.dat>ok: 总第97期2004年第6期 西部探矿工程 WEST-CHINA EXPLORA TION EN GIN EERIN G series No.97 J une.2004
四类问题有限元分析的MARC操作指南
《有限元分析及应用》 四类问题有限元分析的MARC操作指南 曾攀 (清华大学机械工程系) 本操作指南是向初学者介绍MSC.MARC软件，采用逐步演示的方式，帮助使用者熟悉MSC.MARC/MENTAT的菜单操作，并通过一系列的实例分析帮助使用者逐步掌握该软件的使用；内容涉及四类问题：平面静力问题、空间静力问题、振动模态分析、材料非线性问题，具体内容如下。 MSC.MARC简介 平面带孔方板拉伸 3D带法兰高压油缸 悬臂梁的振动 斜拉桥的振动 封头等温塑性成形过程
1 MSC.MARC简介 1.1 MSC.MARC概述 MSC.MARC是功能齐全的高级非线性有限元软件，具有极强的结构分析能力。为满足工业界和学术界的各种需求，MSC.MARC提供了层次丰富、适应性强、能够在多种硬件平台上运行的系列产品。MSC.MARC的基本模块为MARC和MENTAT。 MSC.MARC/MARC模块是功能齐全的高级非线性有限元软件求解器，体现了30年来有限元分析的理论方法和软件实践的完美结合。它具有极强的结构分析能力： (1) 可以处理各种线性和非线性结构分析包括：线性/非线性静力分析、模态分析、简谐响应分析、频谱分析、随机振动分析、动力响应分析、自动的静/动力接触、屈曲/失稳、失效和破坏分析等； (2) 它提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库，几乎每种单元都具有处理大变形几何非线性,材料非线性和包括接触在内的边界条件非线性以及组合的高度非线性的超强能力； (3) MARC的结构分析材料库提供了模拟金属、非金属、聚合物、岩土、复合材料等多种线性和非线性复杂材料行为的材料模型； (4) 分析采用具有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度非线性问题求解技术。为了进一步提高计算精度和分析效率，MARC软件提供了多种功能强大的加载步长自适应控制技术，自动确定分析曲屈、蠕变、热弹塑性和动力响应的加载步长； (5) 网格自适应技术，以多种误差准则自动调节网格疏密，不仅可提高大型非线性结构分析精度，而且能对局部非线性应变集中、移动边界或接触分析提供优化的网格密度，既保证计算精度，同时也使非线性分析的计算效率大大提高。此外，MARC支持全自动二维网格和三维网格重划，用以纠正过度变形后产生的网格畸变，确保大变形分析的继续进行。 对非结构的场问题如包含对流、辐射、相变潜热等复杂边界条件的非线性传热问题的温度场，以及流场、电场、磁场，也提供了相应的分析求解能力；并具有模拟流－热－固、土壤渗流、声－结构、耦合电－磁、电－热、电－热－结构以及热－结构等多种耦合场的分析能力。 为了满足高级用户的特殊需要和进行二次开发，MSC.MARC提供了方便的开放式用户环境。这些用户子程序入口几乎覆盖了MARC有限元分析的所有环节，从几何建模、网格划分、边界定义、材料选择到分析求解、结果输出、用户都能够访问并修改程序的缺省设置。在MSC.MARC软件的原有功能的框架下，用户能够极大地扩展MARC有限元软件的分析能力。 MSC.MARC/MENTAT模块是MSC.MARC的前后处理图形交互界面，与MARC求解器无缝连接。它具有以ACIS为内核的一流实体造型功能；全自动二维三角形和四边形、三维四面体和六面体网格自动划分建模能力；直观灵活的多种材料模型定义和边界条件的定义功
marc入门教程(第1-5章)第一章
第一章介绍 本章要点 MENTAT与MARC程序的关系 MENTAT的文档 MENTAT的安装目录 MENTAT操作的基本知识 MENTAT是MARC公司有限元分析软件的图形界面，MARC是求解器。MENTAT主要由四部分成：生成有限元网格，交互式输入边界条件、材料参数、几何参数、初始条件、接触条件、定义载荷工况等，进行有限元数值分析和计算，显示计算结果，进行后处理。由于它易于操作、方便灵活、直观快捷，使用户有更多的时间去关注问题的本质，而不会陷入繁琐的数据准备之中。 为便于初学者较快掌握MENTAT的使用方法，本手册将介绍一些常用菜单命令的使用方法，以及一些具体操作实例。 MENTAT与MARC程序的关系 MENTAT与MARC程序的关系如下图所示， MENTAT可以自动生成MARC分析计算所需要的输入文件model.dat，用户可以在MENTAT的图形环境下运行MARC程序，此时MARC程序对用户来说
后，就进入了MENTAT的用户界面，其屏幕布局如图1.2所示，可以分为图形区、动态菜单区、静态菜单区、对话区和状态区。 图形区用于显示数据库的当前状态，当开始运行时，图形区是空的，表示数据库是空的。动态菜单区和静态菜单区用于显示可选择的菜单，其中动态菜单区根据选择的菜单将作变化，而静态菜单区始终保持不变，总是显示随时可选择的菜单，对话区是包括5行显示区的可滚动区域，程序的提问、警告和反应都将在此区显示，用户可以在区内输入数据和命令。状态区是供显示程序的状态，working或ready反映当前的程序处于运算显示新图形状态还是等待状态。 MENTAT与用户的通讯 MENTAT通过对话区的提问来要求用户输入数据或命令，根据提问结尾的标点符号不同，共有3种不同的输入类型 ：输入数据 > 输入字符串，通常是一个命令、文件名或集名 ？输入YES或NO 用户可以通过鼠标、键盘或二者合用来输入数据、命令等、鼠标器用于菜单区进行选择菜单以及在图形区检取点、线、面、单
marc有限元软件-初始条件
5 5初始条件 初始条件处理器用来确定瞬态分析中所用的初始条件。初始条件包括力学分析和传热分析两部分。需要注意的是，一张初始条件卡片上已存在缺省的初始条件。只有在JOB INITIAL LOADS 菜单中发出命令，才能在分析中使用初始条件。 在主菜单中选择了INITIAL CONDITIONS菜单时，会出现下面 的菜单。 图5.1 初始条件菜单 选择MECHANICAL菜单定义结构分析的初始条件。下面所示的菜单用来确定初始条件的类型。
力学（Mechanical）
初始条件类型子菜单（Initial Conditions Type Submenu’s） 下面几页介绍INITIAL CONDITION 菜单中关于初始条件类型的内容。 首先，用户应确定当前计算分析中所需的初始条件类型。如果当前分析中没有设置数值，这个命令仅仅是改变初始条件类型。如果当前的分析中已设置了数值，这个命令除了确定初始条件类型外，还将产生一个新的应用。 所有子菜单的结构都是类似的；它们每一个都包含三个相同的部分： ●应用命令 ●初始条件类型 ●用来增加或去掉节点、边、面、单元、点、曲线和曲面的命 令 应用命令（Application Commands） 应用初始条件菜单就是指用一组信息将初始条件全部确定下来。这组信息包括初始条件类型、一些数据和相关的几何及有限元实体。可以定义许多种应用，并储存在当前定义的应用列表中。 初始条件类型（Initial Condition Type） 选择DISPLACEMENT 项将产生一个初始条件卡片，用来确定动力分析中节点的初始位移并弹出下面的菜单。
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