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marc 培训手册.pdf

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MARC
目 录
1.MARC程序介绍
; MARC 培 训 手 册 西安盛英科技有限公司 提供专业的数字化工程仿真、分析服务 www.engineering-e.cn Email:feaplus@163.com webmaster@engineering-e.cn 美国曼科分析研究公司北京代表处 1
目 录 1. MARC 程序介绍 1.1 MARC 程序结构特点 1.2 MARC 安装后的有关目录 1.3 MARC 程序手册的组成 1.4 MARC 的文件系统 1.5 MARC 软件运行 1.6 运行 MARC 所需的 Job 文件的数据构成 2. 弹塑性分析 2.1 理论概要 2.2 选项的使用方法 2.3 应力分析的控制 2.3.1 增量步迭代算法 2.3.2 迭代求解控制(CONTROL 选项) 3. 热传导分析 3.1 理论概要 3.2 自动步长控制 3.3 选项的使用方法 2
4. 热应力分析 4.1 理论概要 4.2 自动步长控制 4.3 选项的使用方法 5. 实例分析 5.1 弹塑性分析 5.2 热传导分析 热传导分析的输入数据与结果 5.3 热应力分析 热应力分析的输入数据与结果 附录 Ⅰ 有限单元法的基本步骤 Ⅱ 单元的使用方法及数值积分 Ⅲ 求解器 Ⅳ 内存分配和空间需求 Ⅴ 重起动与后处理 Ⅵ 用 TYING 实现节点自由度间的线性约束 Ⅶ Singularity Ratio(奇异比) 西安盛英科技有限公司 提供专业的数字化工程仿真、分析服务 www.engineering-e.cn;;; Email:feaplus@163.com webmaster@engineering-e.cn ; 3
1.MARC 程序介绍 MARC Analysis Research Corporation(简称 MARC)始创于 1967 年,总部设在美国加州的 Palo Alto,是全球第一家非线性有限元软件 公司。创始人是美国著名布朗大学应用力学系教授,有限元分析的先 驱 Pedro Marcel。MARC 公司在创立之初便独具慧眼,瞄准非线性分 析这一未来分析发展的必然,致力于非线性有限元技术的研究、非线 性有限元软件的开发、销售和售后服务。对于学术研究机构,MARC 公司的一贯宗旨是提供高水准的 CAE 分析软件及其超强灵活的二次 开发环境,支持大学和研究机构完成前沿课题研究。对于广阔的工业 领域,MARC 软件提供先进的虚拟产品加工过程和运行过程的仿真 功能,帮助市场决策者和工程设计人员进行产品优化和设计,解决从 简单到复杂的工程应用问题。经过三十余年的不懈努力,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。 MARC 公 司 的 主 要 产 品 之 一 是 通 用 的 有 限 元 分 析 软 件 MARC/MENTA。包括前后处理界面 MENTAT 和求解器 MARC。可 从下图了解 MARC 与 MNETAT 之间的数据传输关系: 4
MARC 与 MENTAT 之间可分可合。MENTAT 可以自动生成 MARC 分析计算所需的模型数据文件(.dat)。MARC 分析后所 生成的结果文件即为后处理文件(.t19 或.t16),可由 MENTAT 读入后进行数据结果的图形显示。 本培训资料主要是从求解器分析的角度,介绍 MARC 的基本使用 方法。 1.1 MARC 程序结构特点 MARC 是基于位移法的有限元程序,在非线性方面具有强大 5
的功能。程序按模块化编程,工作空间可根据计算机内存大小自 动进行调整。用户如果对精度要求较高,可选用双精度进行运算。 当单元数、节点数太多,内存不能满足需要时,程序能够自动利 用硬盘空间进行分析。在分析过程中,利用网格自适应和重划分 技术,能够变更单元的划分和节点数目。 MARC 对于非线性问题采用增量解法,在各增量步内对非线 性代数方程组进行迭代以满足收敛判定条件。根据具体分析的问 题可采用不同的分析方法,如对于弹塑性分析和大位移分析可采 用切线刚度法,对于蠕变分析或热应力分析可采用初应变法。 单元刚度矩阵采用数值积分法生成。连续体单元及梁、板、 壳单元的面内区域采用高斯积分法,而梁、板、壳单元厚度方向 则采用任意奇数个点的 Simpson 积分法。应变-位移函数根据高 斯点来评价。程序计算、存贮单元所有积分点或单元中心点的应 力、应变、温度等。总刚矩阵,总质量矩阵等采用轮廓或稀疏存 贮法存贮。 输入数据可借助于 Mentat 界面生成,由用户填卡也可生成。 输入数据文件由四部分组成,其中分析功能的指示由参数选项组 确定,分析模型的内容由模型定义选项组确定,增量步数据由历 程定义选项组确定,图形输出由绘图定义选项组确定。 MARC 程序拥有许多对用户开放的子程序即用户子程序,用 户可以根据各自需要用 FORTRAN 语言编制用户子程序,实现对 输入数据的修改、材料本构关系的定义、载荷条件、边界条件、 约束条件的变更,甚至扩展 MARC 程序的功能。 6
MARC 程序拥有以下 4 个库 单元库 功能库 分析库 材料库 用 MARC 软件分析的每一个实际问题,都采用了这四种库的 一种以上的元素。用户根据各种具体的结构分析进行适当的选择, 下面简单介绍一下这四个库。 单元库 MARC 的单元库提供了近 150 种单元,除了少部分单元外, 其它单元均可用于线性和非线性分析,分析中单元数和单元 类型可自由选择,不同类型单元可组合使用,如连接出现不 协调,可用 MARC 提供的多种标准连接约束来保证单元间的 一致性。四边形单元可以退化成三角形单元,六面体单元可 以退化成五面、四面体单元。 MARC 单元库的主要单元包括: 三维杆单元 接触/摩擦单元 定方向接触 定距离接触 用拉格朗日乘子引入接触/摩擦约束条件 弯管单元 考虑载面变形的弯管 7
轴对称壳单元 直线单元 曲线单元 任意加载的 3 节点曲线单元 梁单元 二维直线单元、曲线单元 三维直线单元、曲线单元 二维 Timoshyenko 曲梁单元 三维薄壁闭载面单元 三维薄壁开载面单元 壳梁组合、加固构件 考虑载面翘曲和扭转的薄壁开口梁单元 平面应力单元 3 节点、4 节点、8 节点等参单元 平面应变单元 3 节点、4 节点、8 节点等参单元 6 节点、9 节点半无限单元 轴称实体元 3 节点、4 节点、8 节点等参单元 考虑扭转的 4 节点单元 任意加载 8 节点单元 广义平面应变单元 4(+2)节点、8(+2)节点等参单元 8
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