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，该节点变为黄色，按可以取消最近一次

检取。

单元几何类型的定义

在绿色ELEMENT CLASS 光钮右边有绿色的“QUAD（4）”表示当前MENTAT 作成的单元几何形状类型为QUAD（4）（四节点四边形单元）。如果要生成由二节点组成的直线形单元，则先检ELEMENT CLASS，进入下图所示的子菜单，检取LINE（2）并返回到MESH GENERATION 菜单，检取ELEMS－ADD，然

后检取节点即可生成LINE（2）型单元。

MENTAT 可以支持以下线类型：

LINE（直线）、CUBIC SPLINE（三次样条曲线）（important）、POLY LINE

（多折线）、BEZIER（Bezier曲线）、NURB （Non Uniform Rational B-spline 非等分B 样条曲线）、INTERPOLATE（插值曲线）、COMPOSITE（复合曲线）、FILLET（倒圆线）、ARC（圆弧）、CIRCLE（圆）

面的生成

QUAD（四边形面，输入四个控制点的坐标值）、BEZIER（Bezier曲面）、DRIVEN

（驱动曲面，必须指定被驱动的曲线（DRIVEN）及驱动曲线（DRIVE））、NURB （NURB曲面）、RULER（直纹曲面）、SPHERE（球面）、CYLINDER（圆柱面、圆锥面）、SWEPT（扫描面，输入二条曲线，即扫描线（SWEPT）及轨线（SWEEPING））、COONS（高斯面）、INTERPOLATE（插值面）、SKIN（蒙皮面）

几何实体与网格的转换

MESH GENERATION——CONVERT中，

PONITS TO NODES 将控制几何点转换为单元节点。

CURVES TO ELEMENTS 将曲线转换为线状单元。

SURFACES TO ELEMENTS 将曲面转换为板状单元。

单元表的指定方法

ALL－EXIST 数据库所有的单元

SELECT 现在选择的单元

UNSEL 现在没选择的单元

VISIBLE 现在显示出来的单元

INVISI 现在没有显示出来的单元

OUTLINE 数据库中模型轮廓上的节点

SURFACE 数据库中模型表面上的面（FACE）

其中几何修复工具由REPAIRE GEOMETRY 选项激活

对于从MENTAT 的CAD接口输入的几何数据，或用MENTAT自己的ACIS 实体造型生成的实体或曲面几何，自动划分网格前通常需要进行几何清理和修复。原因在于在CAD 系统中几何造型时，难免作些局部修改，由此可能产生很小的几何元素。CAD 系统在处理相交或倒角时容易产生过小的几何元素，称之为碎片。采用自动划分单元时，会在这些过小的几何元素附近产生不必要的过高密度单元。此外，几何模型中可能存在的重复点、线、面或者不封闭的表面和不匹配的曲线等瑕疵。利用MENTAT 提供的几何修复工具，可以清除这些不必要的数据，修复不完整的曲面和曲线，保证网格自动划分的正常进行，生成高质量的网格。MENTAT 的几何修复工具可以：合并几何点；将裁剪面上不齐全的裁剪边界线补齐；删除不隶属于任何裁剪面的自由曲线；删除过短的曲线；合并过短曲线；消除曲线间的小间隙；在曲线尖点处打断曲线保证边界网格具有足够的几何精度；在相交面的交线处保证网格匹配的断线措施。

当确信了平面或裁剪曲面的完整性后，可以设置所需的网格密度。通过指定代表平面或曲面边界的曲线种子点数，来控制网格密度。边界上生成的种子点即为在边界上的单元节点。MENTAT提供三种定义种子点的方法：给定分割分数；给

定平均长度；给定曲率。用户可以统一给出所有边界的种子点数，也可逐个定义各条边界的分割数，用户还可以定义分割份数的奇偶性，MENTAT会检查每条

边界并作适当的调整使其满足用户的要求。

实体网格划分

四面体网格的划分方法是将描述实体的外表面离散成封闭的三角形单元，选择TET MESH 可生成内部的四面体单元。六面体网格的划分方法是首先在描述实

体几何的封闭表面上用三角形或四边形单元离散，在用户定义了所需六面体单元

的平均长度和其它相关参数后，选择HEXMESH，程序自动计算出六面体网格。 ATTACH（附着）、MOVE（移动）、RENUMBER（重排）

?ATTACH

单元节点附着在几何点、线、面或两个曲面交线上；将线单元附着在曲线上或面

单元附着在曲面上。

ATTACH －NODES节点与几何实体附着，须指定几何实体及要附着的节点。可以指定的几何实体为POINT 、CURVE 、SURFACE 、INTERSECT。INTERSECT 为二个曲面的交线。

ATTACH －ELEMENTS使单元与几何实体附着。所指定单元上的节点全附着在几何实体上，可指定的几何实体有SURFACE、CURVE。

DETACH 取消节点与几何实体的相互关系。例如用CONVERT 功能将

SURFACE 生成了网格后，网格节点与SURFACE 存在附着关系。如要删除

SURFACE，必须先执行DETACH。

MOVEPOINTS将控制点（POINT ）移到几何曲线（CURVE ）或曲面

（SURFACE）上。但这些控制点并没有附着到这些曲线或曲面上，如果曲线或

曲面发生了变化这些控制点不会自动跟着变。

MODE CLOSEST 使节点附着到曲线上离它最近的点1，DERECTED

则按指定的方向移动附着到曲线上。

LIMIT 如果切换到ON 状态则限制只有在由DISTANCE 定义的距离之内的节

点才能附着到几何实体上。

?CHANGE CLASS

CHANGE CLASS 对已生成的单元几何类型（CLASS）进行修

改，其子菜单与ELEMENT CLASS 相同(括号中的数值表示节点数)

LINE 线状单元TRIA 三角形单元QUAD 四边形单元TETRA 四面体单元

PENTA 五面体单元HEX 六面体单元

?CHECK

CHECK 提供了对网格的检验功能，帮助用户获取网格的质量信息。

CHECK ELEMENT 检查单元的节点编号顺序、单元是否奇异。

UPSIDE DOWN 检查二维平面单元Jacobian是否为负，是否按逆时针编节点号。

本命令完成以后所有单元节点编号错误的单元都已被选择，这些单元可用FLIP

ELEMENTS 命令更正单元节点编号顺序。

INSIDE OUT 检查三维单元Jacobian是否为负。Jacobian为负通常由单元节点编号

错误引起。本命令完成以后，所有Jacobian为负的单元均已被选择，可用FLIP ELEMENTS 命令更正单元节点编号。

DISTORTED 检查每个单元是否角度畸形。内角小于60 或大于120 均认为是畸形，本命令完成后所有畸形单元均已被选择。

ZERO VOLUME 通过计算单元体积，检查是否有折叠的单元。本命令完成后所有折叠的单元均已被选择。

THRESHOLD 单元畸形门槛值的设置。

FLIP ELEMENTS 将单元表面法线方向颠倒。用户必须提供单元表，在进行上面各项检查后，通常检取ALL－SELECT 光钮即可。

FLIP CURVES 将曲线方向颠倒，用户必须提供曲线表。

FLIP SURFACE 将曲线法线颠倒，用户必须提供曲面表。

ALIGN SHELLS选定一个单元。使所有依次相连的单元与其有相同的节点方向。用于调整单元，使单元有相同的法线方向。

?CONVERT

DIVISION 在进行转换的同时进行划分数指定。例如面转换为单元，如果DIVISIONS 采用隐含值（10，10）则一个面转换为100 个单元。

BIAS FACTOR 转换时的偏系数指定。GEOMETRY/GEOMETRY 几何实体转换为另一种几何实体。CURVES TO POLYLINE 曲线转换为多折线。SURFACES TO POLYGONS 曲面转换为多边形。GEOMETRY/MESH 几何实体转换为网格。POINT TO NODES 控制点转换为节点。CURVES TO ELEMENTS 曲线转换为

线状单元。MESH/GEOMETRY 网格转换为几何实体。EDGES TO CURVES 单元的边转换为曲线。FACES TO SURFACES 单元的面转换为几何实体的曲面。MESH/MESH 网格转换为网格。EDGES TO ELEMENTS 单元的边转换为单元。FACES TO ELEMENTS 单元的面转换为单元。

?DUPICATE

使用DUPICATE 功能可实现单元元素或几何元素的复制。复制方式包括平移、

旋转和缩放三种

?EXPAND

使用扩展功能可实现单元元素或几何元素由一维向二维、二维向三维的升级转换。扩展包括平移、旋转和缩放三种方式。用户给出扩展的次数便可完成对单元或几何元素的连续升级转换。

?MOVE

移动工具对于手工修正局部单元几何信息尤为方便。包括平移、旋转、缩放三种方式。除此以外MENTAT 还可通过解析公式的输入来定量控制移动。

?RELAX

利用松弛工具可对已经生成的平面或曲面上的网格节点重新定位，最大限度地减少单元形状的扭曲程度，提高网格质量。

RELAX 移动网格内部节点，减少单元畸形。

（FIXED）固定节点的指定。SURFACE 外表面上的节点为固定点。OUTLINE 轮廓线上的节点为固定点。NONE 没有固定节点。TOLERANCE 设置RELAX 林法的收敛容差。NODES 指定用RELAX 命令要调整坐标的节点。RESET 将上述参数重新设置为隐含值。

?RENUMBER

RENUMBER 对网格、几何实体的编号重排，NODE 以下各光钮右边数字表示节点、单元、曲线、曲面等的数目。

START 网格/几何实体的起始编号指定。

INCREMENT 网格/几何实体编号增量的指定。

NODES 对节点编号重排。

NODES DIRECTED 按指定方向对节点编号重排，用户须输入重排方向的方向余弦。

ELEMENTS 对单元编号重排。

ELEMENTDIRECTED按指定方向对单元编号重排，用户须输入方向。POINTS 对点编号重排。

CURVES 对曲线编号重排。

SURFACES 对曲面编号重排。

SOLIDS 对实体编号重排。

ALL 对模型中全部网格、几何实体的编号重排。

?REVOLVE

将几何曲线生成旋转面。旋转轴为局部坐标的Y 轴

?SOLIDS

完成实体的布尔运算和实体几何元素的分割和提取

UNITE 将第一个实体与其余所选的实体合并在一起构成一个新的实体SUBSTRACT 用从第一个实体中减去其它实体的方法创建一个新的实体

INTERSECT 用各实体相交的公共部分建立一个新的实体

?STRETCH

使用此命令可将沿一条节点路径上的节点间距进行重新设置，将一条指定节点路径上的除首末节点以外的节点映射到由首末节点相连所确定的直线上。

BIAS FACTOR：STRETCH 命令用的偏移系数，该系数介于－1 与1 之间并将

影响中间节点（除首末节点外的节点）的位置，如果为正值则中间点靠近第一个节点，为负则靠近最后一个节点。隐含为零则是等分。

NODES 输入指定节点路径上的节点编号，首末二点固定，其余节点则映射到由

首末节点相连所确定的直线上。

?SUBDIVIDE

可对已有的一、二、三维单元进行加密。用户需给出各个维数方向的划分份数。可通过改变偏移系数来调整单元的疏密过渡。由于网格重划分后会产生重复的节点，并影响单元的编号，应使用SWEEP 和RENUMBER 进行再次的处理，去除重复节点，重新进行节点和单元的编号。另外，SUBDIVIDE 也可对某个局部的单元加密。该功能可以只修改与某个节点相连的单元边或单元面所在的网格疏密，并保持网格的连续性。能够实现网格的疏密过渡。

?SWEEP

用于消除重复的或距离过度小的几何或有限单元元素

?SYMMERY

用于将单元元素或几何元素相对于某一镜射平面作对称复制。对于具有对称性的模型结果，利用对称功能，可生成全模型的结果显示。

NORMAL 镜射面法线方向余弦的指定。

SURFACES/SOLIDS 对几何面或实体作对称复制。

二、边界条件的定义（BOUNDRAY CONTIONS）

边界条件定义包括边界条件内容及边界条件施加二部分,常用的边界条件及施加的有限元元素有: 位移约束、载荷条件、指定温度、热流、热传导、节点编号、单元编号、面编号、边编号。

MENTAT 定义的边界条件以其边界条件名来进行管理，一个边界条件名对应一种边界条件，不允许有重名。在LOADCASE中将根据边界条件名来选择分析时到底采用所定义的哪些边界条件。

PREV 显示前一个边界条件。

NEXT 显示下一个边界条件。

NEW 登录新的边界条件。

NAME 改变当前边界条件名。

REM 把当前边界条件删除。

EDIT 选取一个边界条件名进行编辑，并使之成为当前边界条件。

应力分析条件的定义

FIXED DISPLACEMENT 定义位移边界条件，将施加在节点上，与MARC 输入文件中的FIXED DISP 选项相对应。

FIXED ACCELERATION 动力分析时加速度边界条件的定义，将施加在节点上，与MARC 输入文件的FIXED ACCE 选项相对应。

POINT LOAD 定义点载荷，将施加在节点上，与MARC 输入文件中的POINT LOADS 选项相对应。

FACE LOAD 壳单元、三维实体单元面力的定义，将施加在单元面上。与MARC 输入文件中的DIST LOAD 选项相对应。

GLOBAL LOAD 单元在整体坐标系X、Y、Z 方向上单位体积力分布的定义。GRAVITY LOAD 重力的定义。

CENTRIFUGAL LOAD 离心力的定义，包括定义旋转速度，旋转轴，将施加在单元上。与MARC 输入文件中的DIST LOADS及ROTATION A 选项相对应。FLUID DRAG 定义流体的阻力和浮力。

EDGE FOUNDATION 对平面单元、壳单元定义弹性地基的弹性刚度，施加在边上，与MARC 输入文件中的FOUNDATION选项相对应。

FACE FOUNDATION 对壳单元、三维实体单元定义面（FACE）上的弹性地基，与MARC 输入文件中的FOUNDATION 选项相对应。

STATE VARIABLES 定义状态变量，将施加在单元上。

NODAL TEMPERATURE 应力分析时节点温度的定义，与MARC 输入文件中POINT TEMP 选项相对应。

TRANSFORMS（局部坐标系的定义）

通常用于将节点载荷和指定位移从整体坐标系转换到局部坐标系下，以便于在局部坐标系下边界条件的定义。

ALIGN 通过输入原点，局部坐标系X 轴上的一点以及局部坐标系Y 轴方向上的一点共三点来定义坐标变换。

CYLINDRICAL 输入二个点来定义圆柱坐标系的轴。

ROTATE 输入X 轴、Y 轴、Z 轴的旋转角度（degree）来定义坐标转换。

初始条件的定义（INITIAL CONDITIONS）

常用的初始条件及施加的有限元实体有

初始位移节点号

初始速度节点号

初始温度单元号

初始状态变量单元号

DISPLACEMENT 动力分析时初始位移的定义，施加于节点上，与MARC 输入文件中的INITIAL DISPLACEMENT 选项相对应。

VELOCITY 动力分析时初始速度的定义，施加在节点。

STRESS 定义初始应力，不同单元类型输入的应力分量是不同的，施加在单元（的积分点）上。

PLASTIC STRAIN 定义初始等效塑性应变，施加在单元上。

PORE PRESSURE 在非耦合的动力学分析中定义初始气孔压力，施加在单元上。PRECONSOLIDATION 在动力学分析中定义预先固结压力，施加在单元上。POROSITY 在动力学分析中定义初始孔隙率，施加在单元上。

VOID RATIO 对泥土或符合Gurson损伤模型材料定义初始空穴率，施加在单元上。

STATE VARIABLE 初始状态变量的定义，施加在单元上，与MARC 输入文件中的INITIAL STATE 选项相对应。

RELATIVE DENSITY 对POWDER 材料定义相对密度，施加在单元上。NODAL TEMPERTURE 初始节点温度的定义，施加在节点上。

POINT MASS 动力分析时，节点集中质量的定义。

三、材料特性的定义（MATERIAL PROPERTIES）ISOTROPIC 各向同性材料，ORTHOTROPIC 正交各向异性材料，ANISOTROPIC 各向异性材料，HYPOELASTIC 亚弹性材料，

MOONEY 材料，OGDEN模型材料，

FOAM模型材料，POWDER 粉末冶金，，SOIL 泥土材料。

MENTAT 为MARC 提供除应力分析以外的材料特性定义

HEAT TRANSFER 热传导分析材料特性定义，检取该菜单后，可以定义各向同

性、各向异性材料参数，与MARC 输入数据中的ISOTROPIC、ORTHOTROPIC 选项相对应。也可采用表格（TABLE）功能定义温度相关材料特性参数。检取LATENT HEAT 定义潜热生成效应，与MARC 输入数据中的TEMPERATURE EFFECTS DATA 选项相对应。

COMPOSITE MATERIAL 复合材料壳单元的材料特性定义。包括各层的材料特性名、各层厚度与壳总厚度的比值（％）、各层与材料轴的夹角等。

常用材料常数的定义方法（ISOTROPIC）

YOUNG’S MODULUS 定义杨氏模量

POSSON’S RATIO 定义波松比

MASS DENSITY 定义质量密度

杨氏模量和波松比必须定义。质量密度在动力分析和调谐分析及有与质量相关载荷如重力或离心力存在时也必须定义。定义这些常数需用键盘输入。如需定义

DAMPING、PLASTICITY、THERMAL EXP.、VISCOELASTIC 、CREEP 、CRACKING 、DAMAGE 、FAILURE，检取所需菜单后，屏幕将会再弹出菜单，提供更多的输入信息。

PLASTICITY 选取屈服准则，硬化法则，定义初始屈服应力。初始屈服应力

可以用表格（TABLE）来定义。主要有与加工硬化、温度相关、应变速率相关的初始屈服应力。MARC 输入文件中与屈服准则、初始屈服应力相关的选项为ISOTROPIC、加工硬化

WORK HARD DATA、温度相关TEMPERATURE DATA、应变速率相关STRAIN RATE DATA。

THERMAL EXP线膨胀系数的定义，线膨胀系数可用表格（TABLE）来定义其与温度的相关性。

RATE EFFECTS 定义蠕变、粘弹性的材料特性参数。检取VISCOELASTIC 定义粘弹性材料特性参数，检取CREEP 定义蠕变材料特性参数。MARC 输入文件中VISCOELASTIC、CREEP 选项分别与之对应。

DAMAGE EFFECTS对开裂、损伤、破坏准则进行定义。检取CRACKING 为开裂材料特性的定义，DAMAGE 为损伤材料特性的定义，FAILURE 为破坏准则的定义，分别与MARC 输入文件中的CRACK DATA、DAMAGE、FAIL DATA 选项相对应。

四、表格功能的使用（TABLE）

在MENTAT 中，在边界条件定义、材料特性定义等过程常用到表格功能。表格常用于定义一些变量对其它参数如时间、增量、温度、密度、塑性应变等的函数。表格的纵轴是要定义的函数值，横轴是函数的自变量。例如温度相关的杨氏模量，可用表格来表示。

READ 从文件中读取表格

WRITE 将表格以文件形式存储

五、几何特性的定义（GEOMETRIC PROPERTIES）MECHANICAL ELEMENTS 应力分析用几何特性定义。

3D 三维单元分析用几何特性定义。

PLANAR 平面单元几何特性定义。

GAP/FRICTION 间隙单元几何特性定义。

OTHER ELEMENTS 应力分析以外分析用几何特性的定义。

HEAT TRANSFER 热传导单元的几何特性。

3D 单元几何特性定义

TRUSS （杆单元）定义杆单元的截面积。

CABLE（缆索单元）定义缆索单元截面积、初始长度及初始应力。

ELASTIC BEAM（弹性梁单元）定义截面积、在局部梁坐标系下的惯性矩。GENERAL BEAM（一般梁元）定义管厚及半径，定义截面形状及梁局部坐标系的x 轴。

ELBOW（弯管单元）定义厚度、半径、截面积曲率中心等弯管单元的几何特性。MEMBRANE 输入膜单元的厚度。

SHEAR PANEL 输入壳单元的厚度。对于等厚度壳仅需输入一个厚度值；对于变厚度壳输入每个节点的厚度。

SOLID（立体单元）常膨胀、假定应变等选项的选取

REBAR（钢筋单元）输入钢筋单元的厚度。

轴对称单元几何特性的定义

SHELL（轴对称壳单元）输入壳单元的厚度。

SOLID（轴对称实体单元）常体积应变选项的选取。

REBAR（钢筋单元）定义钢筋单元的层数。

平面单元几何特性的定义

2－D STRAIGHT BEAM 定义梁的高度和截面积。

2－D CURVED BEAM 定义梁的厚度和宽度。

PLANE STRESS 定义单元厚度及常体积应变选项的选取。

PLANE STRAIN 定义单元厚度，常体积应变、假定应变选项的选取。

PLANE STRAIN REBAR 定义单元厚度

热传导单元几何特性定义

3－D TRUSS 定义截面积、对流、辐射的膜系数、放射率、Stefan-Boltzmann 常数等。

3－D SHELL 定义壳单元厚度。

3－D SOLID CONSTANT TEMPERATURE 选项的选取。

AXISYMMETRIC SHELL 定义壳单元厚度。

六、接触条件的定义（CONTACT）

CONTACT BODIES 定义刚体和变形体

CONTACT TABLES 定义物体间的相互关系

CONTACT AREAS 定义变形体上可能发生接触的节点

所有要进行接触分析的物体必须在CONTACT BODIES 中定义，CONTACT TABLE 与CONTACT AREAS 可根据情况决定是否有必要定义。

BODY TYPE 用RIGID 光钮定义接触体为刚体、DEFORMABLE光钮定义接触体为变形体。变形体由单元进行描述，刚体由几何线、面进行描述。应先定义可变形接触体，后定义刚性接触体。

ID CONTACT 将已定义的接触体以不同颜色区分显示出来。

二维刚性接触体曲线阴影侧为不可接触的实心部分。

ID BACKFACE 对于三维刚性接触分析用不同颜色将内表面、外表面显示出来。黄色表为可接触的刚体表面。

FLIP ELEMENTS 单元节点连接顺序错误纠正。

FLIP CURVES 曲线点连接顺序错误纠正，同时曲线内、外表面互换。

FLIP SURFACES 面的连接顺序错误纠正，同时曲面内、外表面互换。

七、载荷工况的定义（LOAD CASE）

MECHNICAL ANALYSIS（应力分析）

STATIC包括CONTACT 在内的静力分析。

BUCKLE屈曲特征值求解。

CREEP蠕变分析。

DYNAMIC MODAL固有振动频率求解。

DYNAMIC TRANSIENT动力响应分析。

DYNAMIC HARMONIC简谐响应分析。

SPECTRUM RESPONSE频谱响应分析。

RIGID PLASTIC刚塑性分析。

HEAT TRANSFER ANALYSIS热传导分析

STEADY STATE稳态热传导分析。

LOADS

检取本光钮后，屏幕将弹出一个菜单，上有在BOUNDRYCONDITIONS 中定义的有所边界条件名。检取需要的边界条件名，组成加载工况要分析的边界条件组合。如果要在载荷工况中去掉一个边界条件，再次检取该边界条件名即可。

SOLUTION CONTROL

与MARC 输入文件中的CONTROL 选项相对应，设定以下参数：

分析的最大增量步数；

一个增量步中的最大迭代次数；

一个增量步中的最小迭代次数；

出现系统非正定后强制求解的指定；

增量步没有收敛但继续下一步分析的指定；

迭代方法的指定（Newton-Raphson法、修正Newton-Raphson法等）；

初始应力对刚度的贡献作用的选择。

CONVERGENCE TESTING

与MARC 输入文件中的CONTROL 选项中的一些数值相对应，选择迭代收敛准则及收敛容差。

SOLUTION CONTROL

定义分析最大增量步数、每个增量步中最大迭代次数、最小迭代次数。

八、定义作业参数并提交运行（JOBS）

ANALYSIS DIMENSION

AXISYMMETRIC 轴对称

PLANE STRAIN 平面应变

PLANE STRESS 平面应力

2－D 其它二维单元分析

ANALYSIS OPTION

ELASTIC ANALYSIS 进行弹性分析，各种工况单独处理。

SCALE TO FIRST YIELD 使施加载荷加到至少有一个单元积分点处于屈服面上。LARGE DISPLACEMENT 进行大位移几何非线性分析。

UPDATE LAGRANGE PROCEDURE 采用更新拉格朗日法分析有限应变问题。FINITE STRAIN PLASTICITY 有限塑性应变分析。

FOLLOWER FORCE 采用跟随力分析。

LUMPEP MASS 对动力分析采用集中阻尼。

TRANSVERSE SHEAR 考虑厚壳/板的横向剪切效应。

九、后处理（RESULTS）

FILE

OPEN 打开已存在的后处理文件。

CLOSE 关闭当前打开的后处理文件。

SCAN 浏览后处理文件确定有哪些增量步在文件中。

NEXT INC 读下一个增量步结果到数据库中。

SKIP INC 输入要跳过去的增量步数。

SKIP TO INC 跳到指定的增量步，并将该增量步数读到数据库中。MONITORS 自动显示当前步以后的所有结果。

CHANGE TITLE 改变将要显示的分析的题名。

SCALAR 指定要处理的变量

DEFORMED SHAPE 变形图显示的控制

OFF 不显示变形图，在原始网格上显示。

DEF & ORG 显示变形前后的网格。

SETTING 控制变形的放大比例。

PLOT STYLE 方式显示的指定

NONE 仅显示网格。

COUTOUR LINE 等值线显示。

COUTOUR BAND 带状云图显示。

COUTOUR CENT 单元中心值云图显示。

CONT CONTOUR 连续云图显示。

SYMBOLS 色标显示。

NUMERICS 数值显示。

ISO－SURFACE 三维实体单元等值面显示。

CUTTING PLANE 切片显示。

SETTING 控制结果参数值的显示，如定义云图的范围、切面的法线等。ANIMATE 动画显示。

ANIMATION 控制动画文件的产生和动画重放。

INCREMENTS 增量动画显示控制。

MODES 模态动画显示控制。

十、静态菜单命令

UNDO 恢复数据库到上次存贮位置，即消除上一个命令执行结果。

SAVE 将已存在的数据库存到文件上。

DRAW 将显示的内容重画。

FILL 移动图形中心并调整画面大小，使之充满显示区。

RESET VIEW 将模型的视图重新设置为隐含状态。

TRAN ±模型沿X、Y、Z 方向移动。

ROTATE ±模型绕X、Y、Z 轴旋转。

ZODM BOX 允许用户用鼠标建立一个box 将局部图形放大。

IN（OUT）将图形放大（缩小）。

UTILS 包含如图形打印、定义参数、查看数据库大小、得到几何和坐标参数等许多命令的子菜单入口光钮。

FILES 控制文件的I/O，与CAD 系统的连接。

PLOT 控制几何显示的格式，显示哪些几何实体、将哪些几何实体标号等。VIEW 控制模型视图的开关，包含许多命令。

DYN VIEW 允许利用鼠标左、中、右键分别完成对视图进行连续的平移、旋转和缩放。

参数选型和必须有的选项如下：

TITLE 标题

SIZING 单元总数、节点总数等LARGE DISP 考虑几何非线性DIST LOAD 载荷类型ELEMENTS 单元类型

END 参数选项结束

模型定义选项如下：CONNECTIVITY 定义单元节点编号COORDINATES 定义节点坐标GEOMETRY 输入单元截面积ISOTROPIC 定义材料常数

POINT LOAD 定义节点集中载荷FIXED DISP 定义边界条件

END OPTION 模型定义选项结束历程定义选项如下：

CONTROL 求解控制信息AUTOLOAD 载荷步长控制POINT LOAD 增量步载荷CONTUNUE 历程选项结束

[博士]岩石力学参数的时效性及非定常流变本构模型研究_pdf

筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M ＾ ●中文摘要中文摘要摘要：本文在已有研究成果的基础上，研制开发了一套新型的流变仪器，以泥岩为研究对象，对该岩石的瞬时强度特性、单轴和三轴流变特性进行了系统、全面的研究，得到了泥岩的基本力学参数包括弹性模量Ｅ、内聚力Ｃ、内摩擦角妒随应力和时间的弱化规律，并将其引入Ｂｉｎｇｈａｍ一维流变模型和Ｐ．Ｐｃｒｚｙｎａ三维流变模型中，建立了非定常的流变模型，最后成功的在ＡＢＡＱＵＳ软件中对其实现了二次开发，并通过试验数据验证了模型的正确性。本文完成的主要工作有：１．在分析现行流变仪器的优缺点的基础上，研制开发了一台新型的流变仪器一五联单轴流变仪，该仪器主要用于岩石的流变试验，能同时控制五个不同条件下的流变试验，实现了计算机自动控制、自动采集数据。２．进行了泥岩在０ＭＰａ、５ＭＰａ、１０ＭＰａ和１５ＭＰａ四个围压级别下的瞬时强度试验，得到了泥岩的变形和破坏规律，探讨了由瞬时强度试验确定岩石长期强度的方法。论述了单试件法测岩石力学参数的原理，并对其数据处理方法进行了修正。３．分析了岩石的蠕变损伤阀值，从细观力学和宏观力学两方面解释了岩石的蠕变过程曲线。进行了泥岩八个应力水平的单轴压缩蠕变试验，分析了其蠕变特性，采用单试件法对其蠕变过程中的三个时间点的力学参数进行了测定，得到了该泥岩力学参数随应力和时间的弱化规律。４．进行了５ＭＰａ、１０ＭＰａ和１５ＭＰａ三个不同围压下的蠕变试验，将单轴条件下泥岩力学的弱化规律扩展到了三轴状态，通过蠕变破坏时的强度进行了验证。５．将泥岩的力学参数弱化规律引入到了Ｂｉｎｇｈａｍ模型中，建立了泥岩的一维非定常流变模型，并通过试验数据验证了模型的合理性。采用Ｄｒｕｃｋｅｒ－Ｐｒａｇｅｒ准则将一维的Ｂｉｎｇｈａｍ模型扩展到Ｔ－－维的Ｐ．Ｐｅｒｚｙｎａ模型，通过引入非定常的力学参数建立了三维的非定常流变模型。６．在ＡＢＡＱＵＳ软件中对三维的Ｐ．Ｐｅｒｚｙｎａ模型实现了二次开发，通过试验数据验证了模型的正确性。关键词：力学参数；时效性；非定常；流变模型；流变仪器；泥岩；单试件法；ＡＢＡＱＵＳ二次开发 分类号：

岩石力学损伤和流变本构模型研究

岩石力学损伤和流变本构模型研究 本文采用几何损伤理论和能量损伤理论对岩石的力学特性进行了研究和建模探索，并探讨了瞬时损伤对流变的影响。主要工作内容如下： (1) 在假设无损岩石的应变和岩石总应变相等的基础上完善了岩石的统计损伤本构模型推导，实现了损伤演化方程中全部采用有效应力假设和探讨了损伤和塑性变形耦合问题。 (2) 探讨了用损伤统计本构模型模拟应力应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题，采用混合物理论探讨了非损伤岩石、损伤和液相的耦合问题和模拟应力应变曲线第一阶段稍向上弯曲特征建模问题。 (3) 探讨了采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论建立岩石的弹塑性损伤统计本构模型的建模问题。 (4) 探讨了采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论和连续介质损伤力学方法建立考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题。考虑损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题还处于探索阶段，本文探讨了用细观力学理论实现了损伤、损伤塑性变形和非损伤岩石塑性变形耦合的岩石损伤本构模型的建模问题。 (5) 在探导岩石颗粒间粘聚力和颗粒间摩擦力在岩石发生流变过程中的作用基础上假设粘性失效按流变应变统计概率分布，建立了岩石粘弹塑性本构关系，能够描述岩石蠕变加速阶段特征；讨论了瞬时损伤对岩石流变的影响和相应的损伤蠕变模型建模问题。 (6) 在采用各向同性介质中的Eshelby等效夹杂理论和连续介质损伤力学(CDM)方法建立的岩石损伤本构模型基础上利用对

应性原理建立了岩石材料的损伤粘弹性本构关系。 (7) 在用岩石中大小、方位和位置均为随机分布的裂纹定义损伤变量基础上，利用线粘弹性断裂力学原理对考虑裂纹内水压的岩石的损伤蠕变问题进行了建模和分析。

常用岩土本构模型及其研究现状

常用岩土本构模型及其研究现状 学生：彭敏 班级：水工一班 学号：2014141482159 授课教师： 肖明砾 成绩 摘要： 在土木及水利工程中岩体分析成功性很大程度取决于采用的本构模型的正确性，常用的岩土本构模型：传统的弹性模型和弹塑性模型,新型的广义塑性力学理论、微观结构性模型、分级模型等。 关键词：本构模型 弹性 弹塑性 损伤力学 微观 1.传统岩土本构模型 现代岩石力学研究岩石全程应力应变曲线（如图1）可分为压密阶段、弹性工作阶段、塑性变形阶段和破坏阶段，采用经典连续介质力学理论计算的岩石力学模型有： 1.1 弹性模型 对于弹性材料, 应力和应变存在一一对应的关系, 当施加的外力全部卸除时 ,材料将恢复原来的形状和体积。弹性模型分为线弹性模型和非线性弹性模型两类。这类模型用于荷载单调加载时可以得到较为精确的结果，但用于解决复杂加载问题时, 精确性往往不能满足工程需要。 1.2弹塑性模型 弹塑性模型的特点是在应力作用下, 除了弹性应变外,还存在不可恢复的塑性应变。 应变增量分为弹性和塑性两部分, 弹性应变增量用广义虎克定律计算, 塑性应变增量根据塑性增量理论计算。 图1：应力应变曲线 图2 弹塑性模型 2. 新型岩土本构模型 2.1 广义塑性力学理论 广义塑性力学认为, 传统塑性理论的 3 个假设都不符合岩土材料的变形机制，广义塑性力学从寻找和消除这些假设入手, 提出了一些新的观点。 2.2 微观结构性模型 将土体的变形过程看作由原状土经损伤向扰动土逐渐转化的过程, 可以采用损伤力学理论建立弹塑性损伤模型。通过微观结构的研究, 使得众多结构研究成果与其力学性状发生定量意义上的联系, 对解释宏观力学现象具有重要意义。 2.3 分级模型 该方法以服从关联流动法则的简单各向异性强化模型开始, 模型级数逐渐递增, 较高等级的模型则是通过引入非关联流动法则、各向异性强化法则和应变强化或软化法则得到的。 3.结论 （1）传统岩土本构模型虽然简单，但是存在一些

材料本构模型的唯一性

收稿日期:1999211219 基金项目:国家自然科学基金(59604001)和教育部博士点基金(96014513)资助项目 作者简介:杨成祥(1973-),男,安徽芜湖人,东北大学博士研究生;冯夏庭(1964-),男,安徽潜山人,东北大学教授,博士生导师; 王泳嘉(1933-),男,上海人,东北大学教授,博士生导师? 2000年10月第21卷第5期东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Oct.2000Vol 121,No.5 文章编号:100523026(2000)0520566203 材料本构模型的唯一性 杨成祥,冯夏庭,王泳嘉 (东北大学资源与土木工程学院,辽宁沈阳　110006) 摘 要:利用作者最新提出的材料本构模型智能识别的进化学习算法,结合实例分析,从一 个新的角度对该问题进行了阐述,证明了刻意追求学习效果的不合理性?指出根据实验数据建立材料本构模型的正确方法应该是使获得的本构模型不仅对学习样本而且对类似条件下的应力分析都能获得很好的效果?并说明了进化学习算法是解决问题的一个好方法,为材料本构模型的研究提供了一个新的有力工具?关　键　词:本构模型;唯一性;进化学习算法中图分类号:TB 124 文献标识码:A 采用有限单元法对岩土工程结构进行数值分 析时,关键问题就是选择恰当的地质材料本构模型[1]?因此,建立合理的岩土材料本构模型是岩石力学研究的一个重要方面?按传统数学建模方法,建立材料本构模型的基本途径是通过对实测数据的学习分析,在一定的条件下确定出一个数学表达式及一些必要的参数,从而获得材料的本构模型?然而对于复杂的工程材料,如地质材料、复合材料等,受客观上不可避免的数据有限问题的约束,通过不同的分析手段对同样一组数据的学习结果可以有许多个?这就提出了一个本构模型选择的唯一性问题?由于缺乏严整的理论判据,容易形成过于强调学习效果的选择方案,往往造成结果的不合理?本文利用作者最新提出的材料本构模型智能识别的进化学习算法,结合实例分析,从一个新的角度对该问题进行阐述,探索解决问题的新途径? 1　进化学习算法原理 进化学习算法是本文作者最新提出的一种全 新的建模方法,它吸收了多学科交叉,多种算法工具和处理技术相集合的先进思想,借鉴了遗传算法的快速全局寻优的特点[2],结合目前存在的一些先进的应力分析手段(如有限单元法),可以直接从实验室或现场较容易获得的少量宏观数据中 学到复杂的非线性应力应变关系?其基本原理是,对于复杂的非线性材料,在简单模型(如线弹性材料本构模型)的基础上根据材料在实验中反映出来的一些宏观特性及影响材料应力应变关系的一些重要因素添加一些任意结构的非线性项,可以充分考虑应力分量之间的非线性耦合对材料的非线性行为的影响,然后利用遗传算法的参数搜索和结构优化功能,与应力分析方法相协作,确定这些添加项的结构和所需的参数,从而最终确定材料的非线性本构模型?该方法克服了传统数学建模方法存在的局限性,在对复杂的非线性材料的建模中显现出较高的性能和较强的生命力? 2　实例分析 211　原始数据 复合材料不仅具有细观的非均质性和宏观的各向异性,还具有明显的物理非线性?由正交各向异性单层板层叠成的复合材料层合板在低应力水平时就表现出明显的非线性[3],是一类典型的非线性材料?本文就以这类材料为例?原始数据来源于美国斯坦福大学Lessard 和Chang 所做的实验[4]?实验如图1所示?实测的是层合板的面内荷载2位移数据?本次计算从中选择了两组实验数据:将对[(±45)6]S 板的实验数据作为学习样本,用于建立复合材料单层板的非线性本构模型;

混凝土化学_力学损伤本构模型

第23卷第9期 Vol.23 No.9 工 程 力 学 2006年 9 月 Sep. 2006 ENGINEERING MECHANICS 153 ——————————————— 收稿日期：2004-12-11；修改日期：2005-03-19 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50379004) 作者简介：张 研(1979)，男，江苏南京人，博士生，主要从事工程材料和工程力学研究； *张子明(1951)，男，江苏姜堰人，教授，硕士，主要从事工程力学和水工结构工程研究(E-mail ：ziming58@https://www.wendangku.net/doc/6318039957.html,)； 邵建富(1961)，男，浙江宁波人，教授，博士，岩石力学研究室主任，主要从事岩石和混凝土材料本构模型的试验和理论研究。 文章编号：1000-4750(2006)09-0153-04 混凝土化学—力学损伤本构模型 张 研1,2，*张子明1，邵建富2 (1. 河海大学土木工程学院, 南京 210098；2. 里尔科技大学, 里尔59650 法国) 摘 要：水使混凝土孔隙溶液中钙离子流失是混凝土结构力学性能劣化的重要原因。根据试验结果，提出了一个新的混凝土化学—力学损伤耦合本构模型，用各向同性损伤变量描述混凝土化学—力学损伤。混凝土孔隙中钙浓度满足钙离子质量守恒的非线性扩散方程。有限元计算和试验结果表明，计算值和试验数据吻合很好，提出的本构模型能较好地反映混凝土化学—力学损伤耦合作用。 关键词：固体力学；化学—力学损伤；本构模型；混凝土；耐久性；耦合作用 中图分类号：O346.5 文献标识码：A CONSTITUTIVE MODEL OF CHEMICAL-MECHANICAL DAMAGE IN CONCRETE ZHANG Yan 1,2, *ZHANG Zi-ming 1, SHAO Jian-fu 2 (1. Institute of Civil Engineering, Hohai Univ., Nanjing 210098, China; 2. Lille University of Science and Technology, Lille 59650 France) Abstract: Deterioration of mechanical behavior of concrete structures results from the leaching of calcium ion in concrete pore solution, which is caused by water. Based on the experimental data, a new coupled constitutive model of chemical-mechanical damage is presented. An isotropic damage variable is used to describe the chemical-mechanical damage. The calcium concentration in concrete pore solution satisfies the nonlinear diffusion equation of calcium mass conservation. The results of finite element computations and experiments demonstrate that the calculated values agree very well with the testing data and the model can describe the chemical-mechanical coupling effects fairly. Key words: solid mechanics; chemical-mechanical damage; constitutive model; concrete; durability; coupling 混凝土作为重要的建筑材料被广泛应用于水利、海洋与核电站等工程。水将混凝土中氢氧化钙Ca(OH)2溶解，使水泥液相中氧化钙CaO 浓度低于某些水泥水化产物稳定存在的极限浓度。因此，这些水化物随即发生分解，形成没有粘结力的SiO 2?nH 2O 及Al(OH)3,造成水泥中钙缓慢流失，形成孔隙，使混凝土强度降低。混凝土孔隙结构的变化加速钙离子扩散，导致混凝土力学性能进一步劣化。因此，研究混凝土化学-力学损伤本构模型，对于掌握混凝土结构使用期内产生不同损伤的机理 和数值模拟方法，预测混凝土的耐久性，具有重要理论意义和实用价值。 1 受化学侵蚀混凝土的本构模型 不同种类混凝土的力学性质不同，可以根据试验用弹塑性模型描述混凝土的力学性质。假定热力学势Ψ可以表示为弹性自由能和塑性能p Ψ之和， p Ψ是反映塑性硬化内变量k V 的函数。热力学势可 以表示为

岩石本构模型-4.3

岩石材料本构模型建立方法 一、岩石本构模型的定义 岩石本构关系是指岩石在外力作用下应力或应力速率与其应变或应变速率的关系。岩石变形性质为弹塑性或粘弹塑性变形，变形性质主要通过本构关系来反映，本构关系，即研究弹塑性或粘弹塑性本构关系。 岩石是一种非均匀的各向异性的材料，内含微裂纹，有时还有宏观的缺陷如裂纹、空穴、甚至节理等。对这些缺陷存在且材料对缺陷敏感时往往容易发生事故。脆性材料不同于韧性材料，对缺陷十分敏感。 由于岩石结构非均质和非连续的复杂性，到目前为止，还没有一个统一成熟的岩石力学本构关系。研究岩石本构关系的方法，概括起来主要有以下两种： （1）唯象学方法 ①用实验或断裂理论研究岩石的破坏准则。其基本点是假设在强度极限以前岩石本构关系可以近似用线性关系描述； ②塑性力学，流变力学及损伤力学方法。塑性力学有经典和广义塑性力学两部分。经典塑性力学理论主要适用于金属材料，广义塑性理论适用于岩石材料。内时理论和流变力学在描述岩石时效方面的特性中发挥重要作用。损伤力学是以微观裂纹为出发点来深入研究介质的力学形态，及基础是内变量理论。 （2）物理力学机理方面 岩石在初始状态下呈现微观缺陷，在本构理论中必须考虑其影响。依据一定的细观或微观力学机理，建立细观或微观力学模型，并借助于一定的宏观力学方法以建立宏观本构关系。 建立岩石本构关系一般通过两个途径：①利用岩石单轴或三轴试验获得的应力应变曲线，通过数理统计的回归方法建立本构方程；②在实验观

察的基础上，提出某种基本假设，从而建立一个力学模型，并推导出相应的本构方程。 二、岩石的本构关系分类 本构关系分类以下三类： ①弹性本构关系：线性弹性、非线性弹性本构关系。 ②弹塑性本构关系：各向同性、各向异性本构关系。 ③流变本构关系：岩石产生流变时的本构关系。流变性是指如果外界条件不变，应变或应力随时间而变化的性质。 2.1 岩石弹性本构关系 1. 平面弹性本构关系 2. 空间问题弹性本构关系