Marc 非線性有限元分析標準教程

目　錄
第 1章　Marc入門　1
1.1　Marc概述　1
1.1.1　Marc簡介　1
1.1.2　前后處理器Mentat簡介 　2
1.1.3　Marc求解器的4個庫　2
1.2　Marc的安裝與運行　3
1.2.1　軟件安裝　3
1.2.2　Marc程序常用文件 　9
1.2.3　Mentat的啟動與Marc求解器的運行 　9
1.2.4　Marc幫助文檔 　10
1.3　Mentat的常用功能　11
1.3.1　Mentat常用快捷功能圖標簡介　11
1.3.2　Mentat 2020主要菜單簡介　14
1.3.3　模型瀏覽器簡介　14
1.3.4　“文件”菜單　17
1.3.5　“選取”菜單　18
1.3.6　“視圖”菜單　21
1.3.7　“工具”菜單　22
1.3.8　“模式”菜單　24
1.3.9　“窗口”菜單　25
1.3.10　“幫助”菜單　25
1.3.11　輔助功能圖標　26
1.3.12　Mentat的常用快捷方式　26
第 2章　幾何導(dǎo)入與網(wǎng)格劃分　28
2.1　幾何模型導(dǎo)入　28
2.1.1　Mentat的通用CAD接口
（作為實體導(dǎo)入）功能　29
2.1.2　CAD模型的特征識別和特征編輯　33
2.2　Mentat中的幾何建模和網(wǎng)格生成　33
2.2.1　格柵的使用　33
2.2.2　幾何對象的生成和編輯　34
2.2.3　網(wǎng)格對象的生成和編輯　36
2.2.4　模型長度單位的設(shè)置　39
2.3　自動分網(wǎng)預(yù)處理　40
2.3.1　檢查/修復(fù)幾何　40
2.3.2　曲線布種子點　41
2.3.3　實體網(wǎng)格種子點　42
2.4　自動分網(wǎng)　42
2.4.1　曲線自動分網(wǎng)　43
2.4.2　二維平面自動分網(wǎng)　43
2.4.3　曲面自動分網(wǎng)　45
2.4.4　體自動分網(wǎng)　46
2.4.5　二維加強筋分網(wǎng)　50
2.4.6　“檢查網(wǎng)格”功能　50
2.5　轉(zhuǎn)換法生成網(wǎng)格　52
2.6　幾何和網(wǎng)格處理操作　52
2.6.1　關(guān)聯(lián)/附著　52
2.6.2　單元幾何拓撲種類更改　53
2.6.3　單元檢查 　53
2.6.4　轉(zhuǎn)換 　53
2.6.5　特征消除 　53
2.6.6　復(fù)制 　53
2.6.7　擴展　54
2.6.8　相交　54
2.6.9　移動　54
2.6.10　松弛　54
2.6.11　旋轉(zhuǎn)　54
2.6.12　實體的操作　54
2.6.13　拉直　55
2.6.14　網(wǎng)格細化加密　55
2.6.15　消除重復(fù)對象　55
2.6.16　對稱　56
2.7　實例——臂型結(jié)構(gòu)線彈性分析　56
第3章　結(jié)果后處理　67
3.1　模型圖 　67
3.1.1　變形形狀　69
3.1.2　標量顯示　70
3.1.3　其他的顯示　70
3.2　路徑上的結(jié)果顯示　70
3.3　變量歷程圖　71
3.4　圖片的顯示和存儲　72
3.5　生成動畫文件與結(jié)果動畫　72
3.6　后處理中的模型剪裁功能　73
3.7　全局變量　74
3.8　局部坐標系的變換　75
3.9　結(jié)果文件的保存　77
3.10　求解中的常見問題及處理方法　78
3.10.1　監(jiān)控分析作業(yè)運行狀態(tài)　78
3.10.2　查看分析診斷信息　79
3.10.3　
3.11　實例——臂型結(jié)構(gòu)線彈性分析結(jié)果后處理　83
第4章　結(jié)構(gòu)接觸非線性分析　88
4.1　求解接觸問題的數(shù)學(xué)方法　88
4.1.1　拉格朗日乘子法　89
4.1.2　罰函數(shù)法　89
4.1.3　直接約束法　90
4.1.4　面段對面段接觸探測及分析的方法　90
4.1.5　Marc接觸算法的基本流程　91
4.2　摩擦模型的確定　91
4.2.1　庫倫摩擦模型　91
4.2.2　剪切摩擦模型　92
4.2.3　粘－滑摩擦模型　93
4.2.4　雙線性摩擦模型　93
4.2.5　各向異性摩擦系數(shù)的定義　94
4.2.6　確定摩擦模型　95
4.3　接觸體的定義和運動描述　96
4.3.1　變形體的定義　96
4.3.2　剛體的定義　99
4.3.3　可傳熱的剛體的定義　101
4.3.4　剛體運動控制　101
4.3.5　接觸體定義技巧　103
4.4　接觸關(guān)系的定義　104
4.4.1　粘接接觸參數(shù)的設(shè)置　105
4.4.2　接觸參數(shù)的設(shè)置　107
4.5　接觸表的定義　111
4.5.1　接觸表的具體定義　112
4.5.2　接觸檢查順序　113
4.5.3　接觸表參數(shù)的設(shè)置　114
4.5.4　接觸區(qū)域　116
4.6　排除部分的定義　116
4.7　汽車車門密封件接觸分析計算實例　116
4.7.1　問題描述　117
4.7.2　前處理　118
4.7.3　后處理　127
第5章　Marc分析綜合應(yīng)用實例　129
5.1　螺栓預(yù)緊分析實例　129
5.1.1　問題描述　131
5.1.2　前處理　131
5.1.3　后處理　138
5.2　結(jié)構(gòu)過盈配合分析實例　140
5.2.1　問題描述　140
5.2.2　前處理　140
5.2.3　后處理　146
5.3　復(fù)合材料脫層分析實例　147
5.3.1　問題描述　148
5.3.2　前處理　148
5.3.3　后處理　155
5.3.4　界面單元技術(shù)模擬復(fù)合材料脫層　156
5.4　溫度場分析實例　158
5.4.1　問題描述　160
5.4.2　前處理　161
5.4.3　后處理　167
5.4.4　瞬態(tài)熱分析　167
第6章　橡膠密封件大變形特性分析實例　172
6.1　密封件大變形有限元分析基礎(chǔ)　172
6.1.1　密封件大變形有限元分析理論　172
6.1.2　密封件有限元分析的步驟　175
6.2　S2000密封件直條的有限元分析　177
6.2.1　問題描述　178
6.2.2　前處理　178
6.2.3　后處理　178
6.3　S2000密封件彎條的有限元分析　180
6.3.1　問題描述　180
6.3.2　前處理　181
6.3.3　后處理　191
6.4　B2密封件的有限元分析　192
6.4.1　B2密封件直條的有限元分析　192
6.4.2　B2密封件彎條的有限元分析　193
6.5　B5密封件的有限元分析　194
6.5.1　B5密封件直條的有限元分析　195
6.5.2　B5密封件彎條的有限元分析　196
6.6　不同結(jié)構(gòu)的車門密封件壓縮變形特性的比較　198
6.7　密封件大變形特性的驗證　198
第7章　玻璃導(dǎo)槽密封件的結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真實例　204
7.1　玻璃導(dǎo)槽密封件仿真流程　204
7.2　玻璃導(dǎo)槽密封件壓縮載荷仿真　206
7.2.1　問題描述　206
7.2.2　前處理　207
7.2.3　后處理　215
7.3　玻璃導(dǎo)槽密封件插拔力仿真　217
7.3.1　問題描述　217
7.3.2　前處理　217
7.3.3　后處理　226
7.4　玻璃導(dǎo)槽密封件彎曲褶皺仿真　228
7.4.1　問題描述　228
7.4.2　前處理　229
7.4.3　后處理　236
7.5　玻璃導(dǎo)槽密封件結(jié)構(gòu)優(yōu)化　238
7.6　玻璃導(dǎo)槽密封件結(jié)構(gòu)性能仿真與驗證　239
第8章　網(wǎng)格重劃分與橡膠結(jié)構(gòu)分析實例　241
8.1　全局網(wǎng)格重劃分　241
8.1.1　全局網(wǎng)格重劃分的相關(guān)
菜單和操作　242
8.1.2　定義網(wǎng)格重劃分準則　243
8.1.3　網(wǎng)格重劃分網(wǎng)格密度的控制和設(shè)置　245
8.1.4　網(wǎng)格重劃分中的特征保留　249
8.1.5　接觸體局部網(wǎng)格重劃分　250
8.2　承受高壓流體的O型密封圈結(jié)構(gòu)分析　253
8.2.1　問題描述　253
8.2.2　導(dǎo)入幾何模型與網(wǎng)格　254
8.2.3　模型參數(shù)設(shè)置　254
8.3　封隔器結(jié)構(gòu)分析　267
8.3.1　問題描述　267
8.3.2　前處理　268
8.3.3　后處理　280
8.4　密封件的壓縮永久變形分析　282
8.4.1　問題描述　283
8.4.2　前處理　283
8.4.3　后處理　293
8.5　橡膠件疲勞分析　295
8.5.1　問題描述　295
8.5.2　前處理　296
8.5.3　后處理　299
第9章　Marc 2020與Actran 2020聯(lián)合仿真　301
9.1　線性聲學(xué)基本理論　301
9.2　Actran的聲學(xué)功能與基本理論　305
9.2.1　聲學(xué)有限元　305
9.2.2　聲學(xué)無限元　306
9.3　Actran的前處理與后處理　309
9.3.1　問題描述　309
9.3.2　問題解析解　310
9.3.3　Actran VI前處理　310
9.3.4　創(chuàng)建域　311
9.3.5　創(chuàng)建直接頻率響應(yīng)分析　311
9.3.6　指定計算頻率的范圍　312
9.3.7　創(chuàng)建有限元流體組件　312
9.3.8　創(chuàng)建無限元流體組件　313
9.3.9　創(chuàng)建球聲源　314
9.3.10　模型文件的輸出　316
9.3.11　運行Actran模型文件　317
9.4　Marc與Actran聯(lián)合聲學(xué)分析　322
9.4.1　問題描述　322
9.4.2　Actran VI前處理　323
9.4.3　后處理　333
9.5　玻璃導(dǎo)槽密封件結(jié)構(gòu)靜態(tài)隔聲仿真實例　334
9.5.1　玻璃導(dǎo)槽密封件隔聲機理　334
9.5.2　Marc壓縮載荷分析　335
9.5.3　Actran隔聲仿真分析　336