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。

GEOMETRIC PROPERTIES

NEW REM

NAME

COPY PREV NEXT EDIT

MECHANICAL ELEMENTS

3-D

AXISYMMETRIC

PLANAR

GAP/FRICTION

OTHER ELEMENTS

HEAT TRANSFER

ID 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 3.1

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

命令说明Mentat 3.1

Main Menu

几何特性类型（Geometric Property Type）

Geometric Properties

3-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 3.1

Main Menu

Geometric Properties

3-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 3.1

Main Menu

SHELL

Geometric Properties

3-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 3.1

Main Menu Geometric Properties 3-D

Beam 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 3.1