marc有限元软件-几何特性
MARC有限元分析
毕业设计（论文）中文题目：京沪高铁腕臂结构及其定位装置静力学强度有限元分析英文题目：The Structural Static Strength Analysis Of Cantilever and Positioning Device OfBeijing-Shanghai High-Speed Rail By FEM学院：机械与电子控制工程学院专业：机械工程及自动化学生姓名：陈奕舟学号：08221003指导教师：冯超2012年 6 月 5 日学号：学士论文版权使用授权书本学士论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学士论文的规定。
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（保密的学士论文在解密后适用本授权说明）学士论文作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日中文摘要本文以京沪高铁的正定位腕臂为研究对象，研究腕臂结构的静力学强度。
通过对京沪高铁所用正定位腕臂结构分别采用梁单元、壳和实体单元两种网格划分方案进行了腕臂结构的有限元模拟仿真，论文的主要工作以及研究成果表现为：1.通过对京沪高铁某直线段正定位腕臂的受力进行了分析，给出了200km/h和350km/h下的腕臂载荷表。
2.对京沪高铁正定位腕臂结构进行了梁单元、壳和实体单元的有限元模型构建。
3.实体和壳单元分网策略下能够较真实地反映出定位钩和定位环之间的接触状态，能够较清楚地显示结构上的应力分布彩色云图。
4.通过对腕臂结构有限元仿真结果的分析，腕臂结构200km/h工况下的静力学强度分析中应力最大值为74MPa，小于材料许用应力150MPa，结构安全。
5.腕臂结构在350km/h工况下，其应力为162MPa，大于结构材料的许用应力（即铝合金材料的屈服极限），会导致腕臂结构塑性变形。
但是由于铝合金材料的断裂应力为300MPa，所以静力情况下，腕臂结构基本安全。
marc中文基本手册-第八章 几何特性的定义(GEOMETRIC PROPERTIES)
第八章几何特性的定义（GEOMETRICPROPERTIES）本章要点●分析时常用单元几何特性种类●横截面的定义●单元几何特性的定义方法在MAIN菜单中选择GEOMETRIC PROPERTIES后就可进行几何特性的定义。
根据不同的单元类型，几何特性也是不同的。
与材料特性定义一样，几何特性也包括几何特性是什么和施加在哪些单元上这二部分，例如要定义单元1的截面积为0.1mm2这一几何特性，通常在MENTAT中先定义几何特性名如“c_sect”，然后输入截面积为0.1mm2，最后施加在单元1上，几何特性名的定义、修改、管理与边界条件名、材料特性名相同，不再重复。
GEOMETRIC PROPERTIES的子菜单如下图所示，根据分析类型及单元的几何种类区分排列。
GEOMETRIC PROPERTIESMECHANICAL ELEMENTS3-DAXISYMMETRICPLANARGAP/FRICTIONOTHER ELEMENTSHEAT TRANSFERID GEOMETRIES应力分析用几何特性定义。
MECHANICALELEMENTS3D 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3D单元几何特性定义子菜单如下图所示MECHANICAL 3-D GP’sPREV NEXTNEW NAME REM EDITGEOMETRIC PROPERTY TYPETRUSSCABLEELASTIC BEAMGENERAL BEAMELBOWMEMBRANESHEAR PANELSHELLSOLIDREBARBEAM SECTIONSTRUSS （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。
Marc使用的心得体会
Marc使用的心得体会1、mesh generation。
Mentat可以由几何体生成网格，也可以直接生成网格.对于一般规则的模型,建议直接生成网格,可以由点而面,由面而三维. 直接生成网格的好处是网格很规则,避免自动生成网格的不规则带来的误差.几何对称的模型生成的网格也最好是对称的.充分利用relax的功能使网格质量更好. 对于几何形状复杂或者材料种类比较多的模型,养成边建模型边定义集合set的好习惯,这会让后面的材料属性,几何属性的定义及后处理很方便.网格分好后要check一下,特别是upside down一项,复制对称等操作会让单元翻转造成计算错误,这时就需要flip一下被翻转的单元. 最后要清理一下重复的节点或者单元,刚开始用marc 的时候经常会由于有重复的节点或者单元而不能计算,清理得时候根据你的模型最小尺寸来设定tolerance.这里有一点要注意的是在用到rebar单元的时候是需要重复单元的,要注意别把rebar单元sweep掉了. 需要重复单元的时候更要定义好set, set的应用是很灵活的.2. material properties材料参数的单位要和模型长度单位一致.一般情况用国际单位制不会出错,对于小尺寸的模型,可以用mm作为长度的单位. 定义table的时候注意marc采用的是table和它前面的系数相乘的结果.需要定义塑性时牢记塑性应力应变数据都是真应力应变数据,试验得到的数据需要转换一下. 第一行塑性应变为0对应的是屈服强度.对于非各向同性材料定义的时候要注意方向，三维实体单元是与总体坐标一致的，而壳单元是与局部坐标一致的。
必要的时候orientaions来定义材料轴的方向。
用到线膨胀系数时要注意marc用的是随温度变化的线膨胀系数，也就是温度参考点是变化的，这一点与nastran和ansys等软件不同，详情可参考2002年msc用户论文集之《MSC.Marc程序热应力计算对线膨胀系数的要求》。
四种有限元计算软件的比较
四种常用有限元计算软件的单元方向，材料方向以及复合材料定义的比较：一． MSC.PATRAN/NASTRAN单元方向：PATRAN中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的（X轴平行与单元的其中一条边，Y轴与之垂直，Z轴是它们的差乘）。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向：PATRAN中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向，是为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
PATRAN中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）复合材料：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层）。
结果里各个层输出的都是主轴方向的应力应变。
二． MSC.MARC单元方向(同PATRAN)：MARC中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向(同PATRAN)：MARC中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向是，为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
MARC中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）复合材料（与PATRAN有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最内层）三． ABAQUS材料方向（有区别）：ABAQUS软件与上述两种软件最大的不同在于其单元坐标系就是材料坐标系，局部坐标的1和2轴位于壳平面内，1轴是整体坐标的1轴在壳元上的投影（若整体坐标的1轴垂直于壳面则用整体坐标的3轴投影）。
四种常用有限元计算软件的比较
四种常用有限元计算软件的单元方向，材料方向以及复合材料定义的比较：一． MSC.PATRAN/NASTRAN单元方向：PATRAN中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的（X轴平行与单元的其中一条边，Y轴与之垂直，Z轴是它们的差乘）。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向：PATRAN中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向，是为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
PATRAN中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）复合材料：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最外层）。
结果里各个层输出的都是主轴方向的应力应变。
二． MSC.MARC单元方向(同PATRAN)：MARC中的单元坐标系是由单元节点的顺序来确定的。
应力应变的输出均按照其每个单元所固有的单元坐标系的方向来输出，但不从坐标系上区分正负。
正负始终是根据受拉为正，受压为负来判断的。
材料方向(同PATRAN)：MARC中定义的材料方向是一个向量，也即0度铺层方向。
材料坐标系的方向决定着各向异性材料的材料数据方向是，为了确定材料数据中E1的方向，E2与之垂直，E3是前两个的差乘。
MARC中材料方向并不决定应力应变的输出方向。
（各向同性材料而言其材料方向没有实际意义）复合材料（与PATRAN有区别）：复合材料中定义的层偏转角实际上是指该层的E1方向为将材料方向偏转这个度数后的方向。
（若以单元法方向为外向，则先输入的铺层为最内层）三． ABAQUS材料方向（有区别）： ABAQUS软件与上述两种软件最大的不同在于其单元坐标系就是 材料坐标系，局部坐标的1和2轴位于壳平面内，1轴是整体坐标的1轴在壳元上的投影（若整体坐标的1轴垂直于壳面则用整体坐标的3轴投影）。
介绍一种强大的有限元计算工具_Marc
收稿日期:2004-07-01 作者简介:喻蔚然(1975-),男,在读硕士研究生,助理工程师.介绍一种强大的有限元计算工具———Marc喻蔚然1,2,杜华东1(1.河海大学土木学院,江苏南京 210098;2.江西省水利科学研究所,江西南昌 330029)摘 要:介绍了有限元法的基本概念,详述了Marc 软件的计算功能,并用一个实例来说明该软件的实用性和先进性.关键词:应力;位移;有限元;Marc 中图分类号:O342 文献标识码:B 文章编号:1004-4701(2004)04-0194-041 有限元法[1]有限元法是工程领域中应用最广泛的一种数值计算方法,这种方法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个单元的组合体,而且认为单元之间只通过有限个节点连接起来。
有限元法利用在每一个单元内假定的近似函数分片地表示全求解域上待求的未知场函数(如位移场、应力场)。
这样,未知场函数(或包括其导数)在单元内各个节点的数值就成为新的未知量,从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
有限元分析步骤:第一步:定义形函数N ,进而通过单元节点量描述单元域内连续的变量。
ε(x )=L [u (x )]=B a ∶σ=σ(ε)=D ε(x )第二步:定义单元材料的响应,如应力、应变和热流等;第三步:形成单元矩阵,建立单元与外界环境的平衡关系;第四步:将覆盖结构全域的所有单元的刚度矩阵和节点外力对平衡的贡献集成,建立整体结构的平衡方程。
K e =∫Ω′B TDB d V ,K ea e +f e=0,Ka +f =0第五步:求解平衡方程;第六步:回代。
根据计算出的节点变量,代入第二步的表达式中,获得单元应变、应力或热流等量。
2 MSC.Marc 简介Marc 软件的创始人是美国著名的布朗大学教授、有限元分析的先驱者Pedro Marce1。
经过30多年的不懈努力,Marc 软件得到了学术界和工业界的大力推祟和广泛应用,建立了它在全球非线性有限元软件行业的领导地位。
有限元分析软件Marc及在橡胶材料分析中的应用
摘 要 ： 绍 了 Ｍａ ｃ软 件 的 组 成 和 工 作 特 点 ， 细介 绍 了其 非 线 性 分 析 功 能 在 处 理 几 何 介 ｒ 详 非线性 、 边界 条 件 非 线 性 、 料 非 线 性 等 问题 时所 采 用 的 分 析 模 型 和 处 理 方 法 ， 点 阐述 材 重 了进 行 橡胶 材料 分 析 时所 采 用 的 材 料 模 型 、 析 方 法 和 分 析 实例 。 软 件 可 以 广 泛 用 于 橡 分 该 胶 元件 设 计 的 仿 真 预 测 和 结 构优 化 ， 进 行 橡 胶 材料 行 为 分 析 研 究 的 一 种 有 效 手 段 。 是 关 键 词 ： 限元 ； ｒ 件 ； 胶 分 析 有 Ｍａ ｃ软 橡
２ Ｍ ａ ｃ的 非 线 性 分 析 功 能 ｒ
Ｍａ ｃ软 件 是 一 个 庞 大 的 有 限元 分 析 系 统 ， ｒ
提 供 了 多 种 场 问 题 的 求 解 功 能 ， 括 各 种 结 构 包 的位 移 场 和 应 力 场 分 析 ， 结 构 的 温 度 场 分 析 ， 非 流场 分 析 ， 电场 、 场 、 场 分 析 ， 磁 声 以及 多 种 场 的 耦 合 分 析 ， 中最 突 出 的 是 它 的 非 线 性 分 析 能 其
总第 ７ ４期
文 章 编 号 ：０ ８１ ３ （ Ｏ ２ Ｏ —０ ７０ １ ０ — ５ ４ ２ Ｏ ） ４０ ３ － ４
有 限 元 分 析 软 件 Ｍａ ｃ及 在 ｒ 橡 胶 材 料 分 析 中 的应 用
张 宝 生 ， 力 培 ， 灿 丰 ， 嘉 庆 蒋 周 陈
（ 京 石 油 化 工 学 院机 械 工程 系 ， 京 １ ２ ０ ） 北 北 ０ ６０
4结束语橡胶材?的分析由于涉及材?的大变形?可压缩性?稳定性以及多解情况的发生因而是比较困难的采用marc这种优秀的非线性分析软件将为橡胶材?的?为研究橡胶元件的设计提供可靠有效的手段但是由于计算时设置参数较多?设置?合?还得?到计算建立了帘线分布角度密度轮胎的下沉位移与轮胎内部的应?分布关系为提高轮胎的设计质?提供了依据成晓明陈兆静蔡显新
根据MARC的含圆孔正方形薄板四周受力性能的有限元分析
基于MARC的含圆孔正方形薄板四周受学院：班级：学号：姓名：标题：针对含圆孔的正方形板四周受力性能的有限元分析摘要：采用通用的有限元程序MARC研究含圆孔的正方形板四周受力问题。
在工件工作时，小孔的边缘会产生应力集中的现象，极端情况下甚至会发生破坏，导致失效。
通过对该模型的分析，计算出其最大应力、最大位移及所发生的位置，得出其承载能力和变形特征，使该力学模型更好服务于建造等工程方面。
关键词:圆孔、正方形板、受均布力、最大应力、最大位移、位置、四分之一Title: hole for a square plate with four weeks of the force Finite Element AnalysisAbstract: In view of daily life, building structure, mechanical steel structure of the existence of multi-shaped plate with a circularhole is the mechanical model, its bearing capacity and designstudies and calculations of concern. In this paper, general finiteelement program MARC square hole of the plate four weekswith the force the issue. Through analysis of the model tocalculate the maximum stress, maximum displacement and thelocation of occurrence, reached its carrying capacity anddeformation characteristics. So that the mechanical model tobetter serve the construction and other projects.Keywords: round hole, square plate, force, maximum stress, maximum displacement, position, deformation characteristics,horizontaldirection, vertical direction, a quarter正文1.引言：鉴于日常生活中建筑结构，机械钢架等结构中多存在含圆孔的正形板的力学模型，其承载性能和设计方法的研究和计算值得关注。
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。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ArrayMesh Generation图3.1 网格生成菜单命令说明Mentat 3.1Main MenuMesh 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。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ArrayMesh 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。
Marc使用手册 第十四章 练习2
下面将圆柱面的一些节点附着到二个曲面的相交线VIEW M<ML>SHOW VIEW3 M<ML> M<MR>显示视图VIEW3ATTACH M<ML>ATTACH-NODES-INTERSECT M<ML> cylinder <CR>sphere <CR>2 11 12 13 32 3334 G<ML> M<MR> 下图中圆柱左端节点即为要附着到二个曲面相交线上的节点，左边的节点编号供参考。
左图为ATTACH操作后的结果，有一部分单元变成畸形，需要修正。
下面将利用STRETCH功能对一些单元进行调整。
PLOT M<ML>MORE M<ML>INVISIBLE-SURFACES M<ML>ALL-EXIST M<ML>REGENERATE M<ML>M<MR> M<MR>使几何曲面从显示区消失。
STRETCH M<ML>NODES M<ML>13 22 10 G<MR>12 27 9 G<MR>11 26 8 G<MR>2 7 1 G<MR>32 48 30 G<MR>34 49 46 43 31 G<MR> 进入STRETCH子菜单。
输入一系列要修正的节点。
第1步对第1列节点进行拉伸第2步对第2列节点进行拉伸第3步对第3列节点进行拉伸第4步对第4列节点进行拉伸第5步对第5列节点进行拉伸第6步对第6列节点进行拉伸经过一连串的拉伸调整，修正后的圆柱面网格如左图所示。
下面将把半球面与圆柱面附着一起。
MOVE M<ML>RESET M<ML>TRANSLATIONS M<ML>0 3 0 <CR>ELEMENTS M<ML>ALL-UNSELECTED M<ML> M<MR>先将圆柱面单元沿Y轴移动3。
高度非线性有限元分析软件Marc及在接触分析中的应用
文章编号:1009-671X (2001)12-0036-04高度非线性有限元分析软件Marc 及在接触分析中的应用张宝生(北京石油化工学院机械工程系,北京 102600)摘 要:详细介绍了Marc 软件的各部分组成及其非线性分析功能的特点,并对使用Marc 软件进行接触分析作了探讨。
①关 键 词:有限元;Marc 软件;接触分析中图分类号:TP317 文献标识码:AAdvanced Nonlinear Finite E lement Analysis Soft w are Marc for Contact AnalysisZHAN G Bao-sheng(Dept.of Mechanical Eng.,Beijing Institute of Petrochemical Techonlogy ,Beijing 102600,China )Abstract :This paper introduced the make-up of Marc software and its feature of nonlinear analysis ,and dis 2cussed contact analysis with Marc software.K ey w ords :finite element ;Marc software ;contact analysis0 引 言在有限元分析、计算机仿真预测、工程校检领域,MSC.Software Corporation (简称MSC )公司是领导者,它们的产品从企业级的NASTRAN ,PAN TRAN ,D YTRAN ,Marc ,Auto Forge 到专业级的Nastran For Windows 和桌面级的Nastran 4D 等覆盖了各个行业、各个层次的用户,市场占有率已达40%.其Marc 软件是处理高度组合非线性结构、热及其它物理场和耦合场问题的高级有限元软件,它原为MARC (MARC Analysis Re 2search Corporation )公司生产。
四类问题有限元分析的MARC操作指南
在菜单区
图 1.3 鼠标健的功能
在图形区
实际使用 MENTAT 时常常需要检取相邻的一大批节点、单元等，如果一个、一个地用 <ML>检取既繁琐又易出错，此时可以鼠标与键盘并用一次就检取完毕。具体有三种方法： 方盒（box）检取、多边形检取、闭环检取。
★方框拾取，如图 1.4 所示，要拾取最左边的 4 个节点，先将鼠标移至 1 处，按下<ML>， 移动鼠标至 2 处，松开<ML>，拾取即告结束。
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。
◆分析步骤
第一步：生成网格（MESH GENERATION） 本步的任务是建立用于有限元分析的几何模型，并进行网格划分。 首先，设置屏幕的显示区域，并打开格点显示。 MESH GENERATION （PREPROCESSING 菜单） SET （COORDINATE SYSTEM 菜单） U DOMAIN （设置屏幕 X 方向的显示范围） 0 10 （在命令窗口输入）
1.3 应用 MSC.MARC 进行有限元分析的步骤
应用通用有限元软件进行分析，总体上分为前处理、求解和后处理三步。在 MSC.MARC 上，具体包括如下步骤：
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-绪论
marc有限元软件-绪论11绪论本命令说明手册将为您提供一个与Mentat产品有关的命令说明。
本资料是根据菜单的编排，以逻辑形式提供的。
手册给出各个菜单按钮的说明。
与每个按钮相关的是一个Mentat命令。
附录给出菜单按钮和带下横线的命令之间的交叉说明。
这些命令都显示在滚动区，并可以选用键盘输入。
应该注意，在Mentat对话的任一时刻都可以执行这些命令。
基本上有两种命令：设置参数或数值的命令，如键入细分数的命令。
引起动作的命令，如实际细分网格或消除实体的命令。
上述任一情况中，与问题有关的数据库是变化的。
在定义参数的情况下，如果定义了一错误的数值，则只需再键入一个新值。
在操作产生预料之外的结果的情况下，用UNDO命令恢复数据库以前的状态。
本手册自然是参考性的。
在一些章节内命令的结果是由图形说明的。
应该利用Mentat用户指南学习如何成为该产品方面的专家。
命令说明Mentat 3.1Mentat 的窗口布置(Mentat Window Layout)与Mentat 的所有交流都从图1.1所示的窗口开始。
此窗口在程序起动时出现。
图1.1 Mentat 的基本窗口在屏幕上出现的Mentat 窗口分成三个主要区域：●图形区●菜单区●对话区图形区用于显示数据库的当前状态。
当起动Mentat 时，图形区是空白的，表示数据库是空的。
菜单区是留作显示可选菜单项的，并分成两个子区，静态菜单区和动态菜单区。
动态菜单区的内容随选定的菜单项而变化。
与此相反，静态菜单是一直显示的，包含的菜单项随时可供使用和选择。
对话区是约五行可见的滚动区。
在这个区里，显示所有的程序提示、警告和应答，用户可以输入数据或命令。
在对话区内还有状态区，留作向用户传递程序的状态。
在状态区里，不是出现working就是出现ready，反映程序的当前状态。
命令说明Mentat 3.1Mentat如何与您交流(How Mentat Communicates with You)Mentat 通过提示、信息和其他可视队列与您交流。
marc有限元软件-几何特性
988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。
GEOMETRIC PROPERTIESNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITMECHANICAL ELEMENTS3-DAXISYMMETRICPLANARGAP/FRICTIONOTHER ELEMENTSHEAT TRANSFERID GEOMETRIES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。
命令说明Mentat 3.1Main 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单元子菜单命令说明Mentat 3.1Main Menu几何特性类型（Geometric Property Type）Geometric Properties3-D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。
用Marc软件有限元法分析盒形梁的屈曲
用Marc软件有限元法分析盒形梁的屈曲中英文摘要用Marc软件有限元法分析盒形梁的屈曲前言本部分包含两个方面的内容:一.有限元的介绍和基本内容1965年“有限元”这个名词第一次出现，到今天有限元在工程上得到广泛应用，经历了三十多年的发展历史，理论和算法都已经日趋完善。
有限元的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。
有限单元法主要包括两个方面的内容。
第一方面的内容是对单个单元的研究，即建立单元的位移模式，载荷列阵，应力转换矩阵，劲度矩阵等等;第二方面的内容是将各个单元集合成离散的结构物，以代替原来的连续弹性体，即整体劲度矩阵与整体结点荷载列阵的建立，以及方程组的求解。
二.MSC的特点MSC.Marc是功能齐全的高级非线性有限元软件，体现了近40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，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。
它提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库。
MSC.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。
MSC.Marc卓越的网格自适应技术，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，同是也使非线性分析的计算效率大大提高。
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;并具有模拟用Marc软件有限元法分析盒形梁的屈曲流一热一固、土壤渗流、声一结构、耦合电一磁、电一热、电一热一结构以及热一结构等多种耦合场的分析能力。
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。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ArrayMesh Generation图3.1 网格生成菜单命令说明Mentat 3.1Main MenuMesh 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。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ArrayMesh 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。
Marc中常用词汇
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。
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988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。
GEOMETRIC PROPERTIESNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITMECHANICAL ELEMENTS3-DAXISYMMETRICPLANARGAP/FRICTIONOTHER ELEMENTSHEAT TRANSFERID GEOMETRIES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。
命令说明Mentat 3.1Main 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单元子菜单命令说明Mentat 3.1Main Menu几何特性类型（Geometric Property Type）Geometric Properties3-D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。
命令说明Mentat 3.1Main MenuGeometric Properties3-D允许用户定义MARC第31号单元的几何特性，该单元为弹性弯曲的管单元。
这种单元有三种形态：直管，具有任意截面的直梁和弯管。
对于直管，输入管的半径，厚度和定义局部坐标轴x的一点。
对于具有任意截面的直梁，输入面积、惯性矩、扭转刚度因子和有效受剪面积。
也必须确定局部坐标轴x的方向。
对于弯管，输入管的半径、厚度、弯曲半径和弯曲半径的中心。
定义薄膜的厚度，单元类型为18或30。
确定受剪板的厚度，单元类型为68。
命令说明Mentat 3.1Main MenuSHELLGeometric Properties3-D对于等厚度壳，输入一个厚度值。
对于变厚度壳，输入各个节点的厚度。
对于第49号壳单元，可以选择平板理论，这样可以减少计算量。
SOLID一般来说，实体单元不需要定义几何特性。
在MARC 中，用户可以将块单元过渡为壳单元。
这种情况需要输入相关的厚度。
块单元必须退化为如图所示的楔形单元。
这里还可能选择等膨胀比选项。
这个选项用在不可压缩或接近不可压缩的分析中，包含大塑性应变分析和蠕变分析。
此外，还有假定应变的选项。
在弯曲占主要作用的分析中，这个选项可以改善结果的准确度。
但这样提高计算费用。
SOLID REBAR对于单元类型为第23和第146号的MARC 单元，定义钢筋的层数。
最大层数是5。
必须使用用户子程序REBAR或材料特性菜单下的REBAR选项定义钢筋的方位。
详细内容参见8-18页。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Geometric Properties 3-DBeam Sections对于单元类型为第147和第148号的MARC 单元，定义钢筋的层数。
最大层数是5。
必须使用用户子程序REBAR或材料特性菜单下的REBAR选项定义钢筋的方位。
定义传动机构的行程。
可以用图表定义行程的时间历程。
此选项只用于9号单元。
梁截面（Beam Sections）允许用户定义闭合或非闭合梁的任意横截面。
这些梁的截面由各个分支组成，而各个分支又是由直线或弧组成。
除了各个分支的位置，用户还必须定义截面的厚度和沿分支输出应力值点的数目，在定义分支时，这些分支必须是连续的，一个截面的开始必须是前一个截面的结束。
BEAM SECTIONS 子菜单在下页显示。
命令说明Mentat 3.1Geometric Properties3-DBeam Sections图8.3 梁截面子菜单在x-y平面内定义局部坐标，坐标原点在梁的一端的节点上，注意这个点不一定是梁的受剪中心。
在全局空间用GENERAL BEAM命令定义局部坐标轴x。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Geometric Properties 3-DBeam Sections 梁截面（BEAM SECTIONS）命令包括：梁截面栅格（Beam Section Grid）进入栅格菜单。
详细内容参见3-14。
建立梁截面的栅格可变换为直角坐标和圆柱坐标，对于确定分支上的各个端点，栅格十分有用。
打开或者关闭栅格。
如果栅格打开，可以用鼠标确定分支上的各个端点。
分支（Branch）添加一个直线分支。
输入各个端点的坐标，始点和终点的厚度及应力点的数目。
每个分支应力输出点的数目总是奇数的。
添加圆弧分支。
用户需要输入原点、半径和始点及终点半径。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Geometric Properties 3-DBeam Sections将由MESH GENNERATION菜单产生的曲线转变为梁截面的分支。
删掉某一已选的分支。
允许用户编辑某一已选的分支。
删掉当前横截面上所有的分支。
绘图（Plot）按填充方式显示梁。
显示分支标号。
命令说明Mentat 3.1Geometric Properties3-DBeam Sections显示应力点标号。
显示带标记的模型。
几何标志符与相应的单元对应。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Geometric Properties Axisymmetric 力学单元,轴对称单元（Mechanical Elements, Axisymmetric）当用户选择了MECHANICAL AXISYMMETRIC菜单，会出现下面的菜单。
图8.4 轴对称力学单元子菜单几何特性类型（Geometric Property Type）对于等厚度壳，输入厚度。
对于变厚度壳，输入各个节点的厚度。
一般来说，轴对称连续单元不需要几何特性说明。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Geometric Properties Axisymmetric这里还可能选择等膨胀选项。
这个选项用在不可压缩或接近不可压缩的分析中，包含大塑性应变分析和蠕变分析。
这个选项适用于MARC 中的第10 号单元。
钢筋的层数必须确定，单元类型为第45、48、142和144号MARC 单元。
最多5层。
使用用户子程序REBAR或材料特性菜单下的REBAR选项确定钢筋的方位。
详细内容参见8-18页。
命令说明Mentat 3.1Main Menu力学单元，平面单元（Mechanical Elements, Planar）Geometric PropertiesPlanar选择了MECHANCAL PLANAR菜单后，会出现下面的菜单。
图8.5力学平面单元子菜单命令说明Mentat 3.1Main Menu几何特性类型（Geometric Property Type）Geometric PropertiesPlanar图8.6 平面单元中2-D 直梁特性子菜单假设梁的横截面是矩形的，用户应输入梁的高度和横截面积。
单元类型为第5号MARC单元。
命令说明Mentat 3.1Main MenuGeometric PropertiesPlanar图8.7 平面单元中2-D曲梁特性子菜单对等厚度梁，用户输入厚度和宽度。
对于变厚度梁，用户输入每个节点的厚度和宽度。
单元类型为MARC第16或45号单元。
命令说明Mentat 3.1命令说明 Mentat 3.1Main MenuGeometric Properties Planar图8.8 平面应力力学性能子菜单输入厚度。
在弯矩起主要作用的情况，可提高计算精度。
可用单元类型为第3 号的MARC 单元。
在耦合分析中激活。
使单元的所有积分点有统一的温度。
命令说明 Mentat 3.1Main MenuGeometric Properties Planar图8.9 平面应变力学性能子菜单输入厚度。
这里还可能选择等膨胀选项。
这个选项用在不可压缩或接近不可压缩的分析中，包含大塑性应变分析和蠕变分析。
单元类型为MARC 第11或19号单元。
在弯矩起主导作用的计算中可提高计算精度。
可用单元类型为MARC 的第11号单元。
在耦合分析中激活。
使单元的所有积分点有统一的温度。
命令说明 Mentat 3.1Main MenuGeometric Properties Planar图8.10 力学平面应变钢筋特性子菜单 输入单元厚度，单元类型为MARC 第46、47或143号单元。
指出加强筋层数和方向是在MATERIAL PROPERTIES>NEW REBAR 菜单中定义还是通过子程序REBAR 来定义。
触发加强筋要与其相似的单元边。
输入钢筋的层数，最多5层。
使用用户子程序REBAR 确定钢筋的方向。
Main Menu Geometric Properties Gap/Friction力学单元，间隙元/摩擦元（Mechanical Elements，Gap/Friction）出现见下面的菜单：图8.11力学间隙元/摩擦元子菜单几何特性类型（Geometric Property Type）允许用户产生第12号MARC 单元的数据。
子菜单见下页。
识别定义了几何特性的单元。
并显示他们的几何标识号。
命令说明Mentat 3.1Geometric PropertiesGap/Friction图8.12 间隙元/摩擦元连接特性子菜单允许用户输入第12号间隙单元的数据。