marc有限元软件-边界条件
有限元边界条件处理方法和各自的优缺点
有限元边界条件处理方法和各自的优缺点
有限元边界条件处理方法主要有以下几种：
直接法。
直接在有限元方程中引入边界条件，需要增加未知量，增加方程求解规模。
消去法。
通过引入新的变量和方程，将边界条件消去，需要增加计算量。
罚函数法。
通过在总能量中引入罚函数项，将边界条件转化为求解过程中的约束条件，需要调整罚函数参数。
这几种方法的优缺点如下：
直接法：优点是简单直观，易于实现；缺点是需要增加未知量，增加方程求解规模。
消去法：优点是无需增加未知量；缺点是需要增加计算量，且对于复杂问题可能难以实现。
罚函数法：优点是无需增加未知量；缺点是需要调整罚函数参数，且对于某些问题可能不适用。
有限元4类边界条件
有限元4类边界条件有限元方法是一种重要的工程分析方法，通常用于求解结构的应力、变形、振动等问题。
在有限元分析中，边界条件是非常重要的，它直接影响到分析结果的准确性和可靠性。
在本文中，我们将介绍四类常见的边界条件：位移边界条件、力边界条件、自由边界条件和周期边界条件。
一、位移边界条件位移边界条件是最常见的边界条件之一，通常用于限定结构的位移或变形。
在有限元分析中，位移边界条件可以分为以下两种情况：1.固定边界条件：在这种情况下，结构的某些部分被固定，禁止其发生位移或变形。
例如，固定梁端的边界条件可以表示为：u(x=0)=0，其中u为梁的位移。
2.位移边界条件：在这种情况下，结构的某些部分需要满足一定的位移或变形。
例如，梁的支座边界条件可以表示为：u(x=L)=u0，其中u0为支座的位移。
二、力边界条件力边界条件是指在有限元分析中，结构受到一定的外力作用。
力边界条件可以分为以下两种情况：1.集中力边界条件：在这种情况下，结构的某些部分受到集中的力。
例如，悬臂梁的端部受到集中力的边界条件可以表示为：F(x=L)=F0，其中F0为集中力的大小。
2.分布力边界条件：在这种情况下，结构的某些部分受到分布的力。
例如，梁受到均布载荷的边界条件可以表示为：q(x)=q0，其中q0为载荷的大小。
三、自由边界条件自由边界条件是指在有限元分析中，结构某些部分不受任何边界条件的限制。
例如，在轴对称模型中，通常假设模型的顶部和底部为自由边界条件。
四、周期边界条件周期边界条件是指在有限元分析中，结构的某些部分需要满足周期性的限制条件。
例如，在周期性结构中，周期边界条件可以表示为：u(0,t)=u(L,t)，其中u表示结构的位移。
边界条件在有限元分析中起着非常重要的作用。
通过合理的选择和使用边界条件，可以获得准确、可靠的分析结果。
在实际工程应用中，需要根据具体的问题和分析要求选择合适的边界条件，以确保分析结果的正确性和可靠性。
有限元边界条件和载荷
X边界条件和载荷10.1边界条件施加的力和/或者约束叫做边界条件。
在HyperMesh中，边界条件存放在叫做load collectors的载荷集中。
Load collectors可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create > Load Collector)。
经常（尤其是刚开始）需要一个load collector来存放约束（也叫做spc-单点约束），另外一个用来存放力或者压力。
记住，你可以把任何约束（比如节点约束自由度1和自由度123）放在一个load collector中。
这个规则同样适用于力和压力，它们可以放在同一个load collector中而不管方向和大小。
下面是将力施加到结构的一些基本规则。
1.集中载荷（作用在一个点或节点上）将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果，特别是在查看此区域的应力时。
通常集中载荷（比如施加到节点的点力）容易产生高的应力梯度。
即使高应力是正确的（比如力施加在无限小的区域），你应该检查下这种载荷是不是合乎常理？换句话说，模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形？因此，力常常使用分布载荷施加，也就是说线载荷，面载荷更贴近于真实情况。
2.在线或边上的力上图中，平板受到10N的力。
力被平均分配到边的11个节点上。
注意角上的力只作用在半个单元的边上。
上图是位移的云图。
注意位于板的角上的红色“热点”。
局部最大位移是由边界效应引起的（例如角上的力只作用在半个单元的边上），我们应该在板的边线上添加均匀载荷。
上述例子中，平板依然承受10N的力。
但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。
上图显示了由plate_distributed.hm文件计算得到的平板位移的云图分布。
位移分布更加均匀。
3.牵引力（或斜压力）牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。
垂直于此区域的力称为压力。
4.分布载荷（由公式确定的分布力）如何施加一个大小变化的力？分布载荷（大小随着节点或单元坐标变化）可以由一个公式来创建。
有限元边界条件定义
有限元边界条件定义有限元方法是一种常用的数值分析方法，用于解决工程和科学领域中的各种物理问题。
在使用有限元方法进行计算之前，需要定义适当的边界条件。
边界条件是指在计算区域的边界上所施加的约束条件，用于模拟真实世界中的物理现象。
本文将详细介绍有限元边界条件的定义和应用。
1. 强制边界条件强制边界条件是指在计算区域的边界上施加的已知值或已知函数。
这些边界条件通常是由实验数据、分析解或其他先验知识提供的。
强制边界条件可以是以下几种类型：1.1 固定边界条件固定边界条件是指在计算区域的边界上施加的位移或变形的已知值。
例如，当我们研究一个悬臂梁的弯曲问题时，可以将梁的一端固定在原点，这样就施加了一个固定边界条件。
1.2 力边界条件力边界条件是指在计算区域的边界上施加的外力或力密度的已知值。
例如，当我们研究一个杆件的拉伸问题时，可以在杆件的一端施加一个已知的拉力，这样就施加了一个力边界条件。
1.3 热边界条件热边界条件是指在计算区域的边界上施加的温度或热流的已知值。
例如，当我们研究一个热传导问题时，可以在物体的表面上施加一个已知的温度，这样就施加了一个热边界条件。
2. 自然边界条件自然边界条件是指在计算区域的边界上施加的无约束条件。
这些边界条件通常是由物理现象本身决定的，不需要额外的输入。
自然边界条件可以是以下几种类型：2.1 自由边界条件自由边界条件是指在计算区域的边界上不施加任何约束条件。
例如，当我们研究一个流体力学问题时，可以将流体的边界设置为自由边界，这样流体可以自由地进出计算区域。
2.2 绝缘边界条件绝缘边界条件是指在计算区域的边界上施加的无热流或无质量流的条件。
例如，当我们研究一个热传导问题时，可以将物体的边界设置为绝缘边界，这样热量不能通过边界传递。
2.3 对称边界条件对称边界条件是指在计算区域的边界上施加的关于某个轴对称的条件。
例如，当我们研究一个结构的弯曲问题时，可以将结构的边界设置为对称边界，这样只需要计算一半的结构即可。
MSC.Software公司Marc产品介绍
MSC.Software公司Marc产品介绍Marc全球非线性有限元软件行业的领导者MSC.Marc是MSC.Software公司于1999年收购的Marc公司的产品。
Marc公司始创于1967年，是全球首家非线性有限元软件公司。
经过四十余年的不懈努力，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。
随着Marc软件功能的不断扩展，软件的应用领域也从开发初期的核电行业迅速扩展到航空、航天、汽车、造船、铁道、石油化工、能源、电子元件、机械制造、材料工程、土木建筑、医疗器材、冶金工艺和家用电器等，成为许多知名公司和研究机构研发新产品和新技术的必备工具。
Marc软件通过了ISO9001质量认证。
在中国，Marc通过了全国压力容器标准化技术委员会的严格考核和认证，成为与压力容器分析设计标准GB4732－95相适应的有限元分析软件。
一．产品特色◆多种物理场的分析能力。
◆复合场的耦合分析能力。
◆强大的非线性分析能力。
◆最先进的接触分析功能。
◆并行计算功能。
◆丰富的单元库。
◆开放的用户环境。
◆强大的网格自适应功能。
◆全自动三维网格重划分。
二．方便高效的用户界面MSC.Mentat作为MSC.Marc程序的专用前后处理器，完全支持MSC.Marc所有功能。
另外MSC.Patran已经实现了对MSC.Marc 结构分析、热分析和热－结构耦合分析的完全支持，也支持磁场、电场、压电场分析，下面主要介绍MSC.Mentat的功能。
1．几何建模MSC.Mentat可通过自顶向下和自底向上的方式生成几何模型，支持对几何元素点、线、面、体的各种，例如增加、删除、编辑和显示等。
2．网格划分MSC.Mentat提供功能齐全、性能卓越的的自动网格生成技术，可以将几何点、线、面元素直接转化成有限单元的节点、线单元和面单元。
可以自动对几何形状划分面网格或体网格。
具有专门的六面体网格生成器以及Rebar单元生成器。
Marc
Marc全球非线性有限元软件行业的领导者MSC.Marc 是MSC.Software 公司于1999年收购的Marc 公司的产品。
Marc 公司始创于1967年，是全球首家非线性有限元软件公司。
经过四十余年的不懈努力，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。
随着Marc 软件功能的不断扩展，软件的应用领域也从开发初期的核电行业迅速扩展到航空、航天、汽车、造船、铁道、石油化工、能源、电子元件、机械制造、材料工程、土木建筑、医疗器材、冶金工艺和家用电器等，成为许多知名公司和研究机构研发新产品和新技术的必备工具。
Marc 软件通过了ISO9001质量认证。
在中国，Marc 通过了全国压力容器标准化技术委员会的严格考核和认证，成为与压力容器分析设计标准GB4732－95相适应的有限元分析软件。
一．产品特色♦ 多种物理场的分析能力。
♦ 复合场的耦合分析能力。
♦ 强大的非线性分析能力。
♦ 最先进的接触分析功能。
♦ 并行计算功能。
♦ 丰富的单元库。
♦ 开放的用户环境。
♦ 强大的网格自适应功能。
♦ 全自动三维网格重划分。
二．方便高效的用户界面MSC.Mentat 作为MSC.Marc 程序的专用前后处理器， 完全支持MSC.Marc 所有功能。
另外MSC.Patran 已经实现了对MSC.Marc结构分析、热分析和热－结构耦合分析的完全支持，也支持磁场、电场、压电场分析，下面主要介绍MSC.Mentat 的功能。
1．几何建模MSC.Mentat 可通过自顶向下和自底向上的方式生成几何模型，支持对几何元素点、线、面、体的各种，例如增加、删除、编辑和显示等。
2．网格划分MSC.Mentat 提供功能齐全、性能卓越的的自动网格生成技术，可以将几何点、线、面元素直接转化成有限单元的节点、线单元和面单元。
可以自动对几何形状划分面网格或体网格。
具有专门的六面体网格生成器以及Rebar 单元生成器。
有限元边界条件和载荷
X边界条件和载荷10.1边界条件施加的力和/或者约束叫做边界条件。
在HyperMesh中，边界条件存放在叫做load collectors的载荷集中。
Load collectors可以通过在模型浏览器中点击右键来创建(Create > Load Collector)。
经常（尤其是刚开始）需要一个load collector来存放约束（也叫做spc-单点约束），另外一个用来存放力或者压力。
记住，你可以把任何约束（比如节点约束自由度1和自由度123）放在一个load collector中。
这个规则同样适用于力和压力，它们可以放在同一个load collector中而不管方向和大小。
下面是将力施加到结构的一些基本规则。
1.集中载荷（作用在一个点或节点上）将力施加到单个节点上往往会出现不如人意的结果，特别是在查看此区域的应力时。
通常集中载荷（比如施加到节点的点力）容易产生高的应力梯度。
即使高应力是正确的（比如力施加在无限小的区域），你应该检查下这种载荷是不是合乎常理？换句话说，模型中的载荷代表了哪种真实加载的情形？因此，力常常使用分布载荷施加，也就是说线载荷，面载荷更贴近于真实情况。
2.在线或边上的力上图中，平板受到10N的力。
力被平均分配到边的11个节点上。
注意角上的力只作用在半个单元的边上。
上图是位移的云图。
注意位于板的角上的红色“热点”。
局部最大位移是由边界效应引起的（例如角上的力只作用在半个单元的边上），我们应该在板的边线上添加均匀载荷。
上述例子中，平板依然承受10N的力。
但这次角上节点的受力减少为其他节点受力的一半大小。
上图显示了由plate_distributed.hm文件计算得到的平板位移的云图分布。
位移分布更加均匀。
3.牵引力（或斜压力）牵引力是作用在一块区域上任意方向而不仅仅是垂直于此区域的力。
垂直于此区域的力称为压力。
4.分布载荷（由公式确定的分布力）如何施加一个大小变化的力？分布载荷（大小随着节点或单元坐标变化）可以由一个公式来创建。
marc中文基本手册-第三章 边界条件的定义(BOUNDRAY CONDITIONS)讲解学习
第三章边界条件的定义（BOUNDRAYCONDITIONS）本章要点●各类分析的边界条件●边界条件的内容●边界条件的施加在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，就可进行边界条件定义。
边界条件定义包括边界条件内容及边界条件施加二部分。
例如要定义3节点上的X方向位移为零这一边界条件，就可在MENTAT上设边界条件名称为“fix_x”，定义边界条件内容为X方向位移为零，最后，将这一边界条件施加于节点3上。
BOUNDRAY CONDITIONS的子菜单在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，可以见到由各种不同分析名组成的子菜单，用户可根据实际分析类型选择定义边界条件，不同类型的分析所需的边界条件不同，下面简单介绍一下各种分析所需的边界条件。
MECHANICAL 应力分析的边界条件定义。
THERMAL 热传导分析边界条件的定义。
JOULE 耦合热－电分析边界条件的定义。
ACOUSTIC 声场分析边界条件的定义。
BEARING 轴承润滑分析边界条件的定义。
ELECTROSTATIC 静电场分析边界条件的定义。
MAGNETOSTATIC 静磁场分析边界条件的定义。
将定义的所有边界条件以不同颜色区分显示出来。
ID BOUNDRAYCONDSMECHANICAL上面已提到在BOUNDRAY CONDITIONS菜单中检取MECHANICAL后，将对应于应力分析边界条件的定义，下面将对这部分进行详细的介绍。
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。
边界条件名的定义边界条件名的定义方法与以后要介绍的初始条件名、材料特性名等的定义方法是一致的。
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。
改变当前边界条件名。
四类问题有限元分析的MARC操作指南
四类问题有限元分析的MARC操作指南《有限元分析及应⽤》四类问题有限元分析的MARC操作指南曾攀(清华⼤学机械⼯程系)本操作指南是向初学者介绍MSC.MARC软件，采⽤逐步演⽰的⽅式，帮助使⽤者熟悉MSC.MARC/MENTAT的菜单操作，并通过⼀系列的实例分析帮助使⽤者逐步掌握该软件的使⽤；内容涉及四类问题：平⾯静⼒问题、空间静⼒问题、振动模态分析、材料⾮线性问题，具体内容如下。
MSC.MARC简介平⾯带孔⽅板拉伸3D带法兰⾼压油缸悬臂梁的振动斜拉桥的振动封头等温塑性成形过程1 MSC.MARC简介1.1 MSC.MARC概述MSC.MARC是功能齐全的⾼级⾮线性有限元软件，具有极强的结构分析能⼒。
为满⾜⼯业界和学术界的各种需求，MSC.MARC提供了层次丰富、适应性强、能够在多种硬件平台上运⾏的系列产品。
MSC.MARC的基本模块为MARC和MENTAT。
MSC.MARC/MARC模块是功能齐全的⾼级⾮线性有限元软件求解器，体现了30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：(1) 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；(2) 它提供了丰富的结构单元、连续单元和特殊单元的单元库，⼏乎每种单元都具有处理⼤变形⼏何⾮线性,材料⾮线性和包括接触在内的边界条件⾮线性以及组合的⾼度⾮线性的超强能⼒；(3) 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；(4) 分析采⽤具有⾼数值稳定性、⾼精度和快速收敛的⾼度⾮线性问题求解技术。
为了进⼀步提⾼计算精度和分析效率，MARC软件提供了多种功能强⼤的加载步长⾃适应控制技术，⾃动确定分析曲屈、蠕变、热弹塑性和动⼒响应的加载步长；(5) ⽹格⾃适应技术，以多种误差准则⾃动调节⽹格疏密，不仅可提⾼⼤型⾮线性结构分析精度，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，同时也使⾮线性分析的计算效率⼤⼤提⾼。
有限元仿真分析法中的边界条件：什么是边界条件
有限元仿真分析法中的边界条件：什么是边界条件对有限元计算，⽆论是ansys、abaqus、msc还是comsol等，归结为⼀句话就是解微分⽅程。
⽽解⽅程要有定解，就⼀定要引⼊条件，这些附加条件称为定解条件。
定解条件的形式很多，只讨论最常见的两种——初始条件和边界条件。
今天，有限元科技⼩编跟⼤家分享的是有限元仿真分析法中的边界条件。
在说边界条件之前，先谈谈初值问题和边值问题。
初值和边值问题：对⼀般的微分⽅程，求其定解，必须引⼊条件，这个条件⼤概分两类---初始条件和边界条件，如果⽅程要求未知量y(x)及其导数y′(x)在⾃变量的同⼀点x=x0取给定的值，即y(x0)=y0，y′(x0)=y0′，则这种条件就称为初始条件，由⽅程和初始条件构成的问题就称为初值问题；⽽在许多实际问题中，往往要求微分⽅程的解在在某个给定的区间a≤x≤b的端点满⾜⼀定的条件，如y(a)=A，y(b)=B，则给出的在端点(边界点)的值的条件，称为边界条件，微分⽅程和边界条件构成数学模型就称为边值问题。
三类边界条件：边值问题中的边界条件的形式多种多样，在端点处⼤体上可以写成这样的形式，Ay+By‘=C，若B=0，A≠0，则称为第⼀类边界条件或狄⾥克莱(Dirichlet)条件；B≠0，A=0，称为第⼆类边界条件或诺依曼(Neumann)条件；A≠0，B≠0则称为第三类边界条件或洛平(Robin)条件。
总体来说：第⼀类边界条件：给出未知函数在边界上的数值；第⼆类边界条件：给出未知函数在边界外法线的⽅向导数；第三类边界条件：给出未知函数在边界上的函数值和外法向导数的线性组合。
对应于comsol，只有两种边界条件：Dirichletboundary（第⼀类边界条件）—在端点，待求变量的值被指定。
Neumannboundary（第⼆类边界条件）—待求变量边界外法线的⽅向导数被指定。
再补充点初始条件：初始条件，是指过程发⽣的初始状态，也就是未知函数及其对时间的各阶偏导数在初始时刻t＝0的值．在有限元中，好多初始条件要预先给定的。
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。
有限元法力边界条件
有限元法力边界条件
咱来说说有限元法里的力边界条件哈。
想象一下，有限元模型就像一个小世界，里面的每个小单元都有自己的事儿。
力边界条件呢，就像是这个小世界的外面有人在推或者拉它。
比如说，一个物体的表面受到一个集中力，这就好比有人用手指头在那个地方使劲按了一下。
这个集中力的大小、方向就得在有限元分析里明确地告诉模型，就像告诉模型“在这个点上，有个这么大的力朝着这个方向来啦”。
还有分布力呢，这就像是一阵均匀的风在吹这个物体的表面。
这个风的压力大小、怎么分布在表面上，都是力边界条件要描述的内容。
如果是在结构分析里，可能是某个梁的一端被固定住了，同时还受到一个拉力，那这个拉力就是一种力边界条件，就像梁被一个无形的手拽着，而且还不能动（因为一端固定住了）。
总之呢，力边界条件就是用来告诉有限元模型，这个模型的边界上受到了哪些力的作用，这样模型才能准确地算出里面每个单元的反应，就像我们知道了外面的作用力，才能知道一个东西内部是怎么被挤压或者拉伸的一样。
marc有限元软件-边界条件
44 边界条件为了完成一项分析，需要使用边界条件处理器对模型定义边界条件。
首先必须确定应用的边界条件类型。
在选择了分析类型的基础上，菜单将显示出所允许定义的相关的边界条件。
基于一种唯一的边界条件编号，定义隐含的边界条件是很重要的考虑因素。
只有用LOADCASE命令产生载荷工况，并用JOB命令来指定这个载荷工况时，边界条件才会在分析中被使用。
BOUNDARY CONDITIONSNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITBOUNDARY CONDITION TYPESMECHANIALTHERMALJOULEACOUSTICBEARINGELECTROSTATICMAGNETMAGNETOSTATICELECTROMAGNETICID BOUNDARY CONDSARROW SETTINGS图4.1边界条件菜单命令说明Mentat 3.1 4-1Main MenuBoundary Conditions 边界条件类型子菜单(Boundary Condition Type Submenus)下面几页包括了在边界条件(BOUNDARY CONDITIONS)菜单中显示的边界条件类型子菜单。
施加命令(Application Commands)边界条件的施加是完整地定义一个边界条件的信息集。
每一个边界条件包括边界条件的名称或编号，边界条件类型、自由度和与他们相关的值、选项表或用到数值中的函数以及所起作用的几何或有限元单元体。
也可以定义多项边界条件并把它储存在当前定义的边界条件列表中。
所有这些子菜单在结构上是相似的；每一个都包含同样四个部分：●施加命令●边界条件类型●表和/或转换的子菜单●添加和去除节点、边、面、单元等的边界条件命令。
以下命令出现在所有边界条件类型子菜单中。
在边界条件列表中产生一个新的边界条件，并把它作为当前的边界条件。
删除当前的边界条件。
删除后，上一个边界条件变成了当前的边界条件。
有限元计算边界条件的选取
热力分析时结构的边界条件
• 这种边界条件很少有人提到，只在热变形 分析时，有这种边界条件，也是一种很重 要的边界条件。有些弹性体本来处于自由 膨胀的状态，为了求解需要施加了边界条 件。但是一定要注意，这个边界条件不能 任意约束，如果不小心，则要产生很大的 应力集中现象。
Thanks！
有限元计算边界条件的选取元计算科技发展有限公司有限元计算边界条件的选取众所周知用有限元对结构进行计算分析时边界条件的施加致关重要
有限元计算边界条件的选取
元计算科技发展有限公司Байду номын сангаас
有限元计算边界条件的选取
• 众所周知，用有限元对结构进行计算分析时，边界条件的施加致 关重要。施加什么样的边界条件，就有什么样的计算结果，边界条件 不同计算结果也不同。 • 有限元结构分析时，计算结果只对边界条件负责，只要所选的边 界条件满足有限元平衡方程求解要求，就能得到正确结果。例如：在 施加边界条件时，限制了结构的刚体移动和转动，满足了有限元求解 的必要条件，就可得到对应于该边界条件的正确结果。但是，作为工 程结构分析这是不够的，还必须满足充分条件，即符合工程实际情况 的边界条件。例如：分析一个在压力作用下桌子的变形，边界条件可 以取在桌面的4个角点处，只要施加得正确，就可以得到结果。但是 ，这样处理没有满足充分条件，不是实际受力的结果。实际受力的结 果应该将边界条件施加在桌子4个腿的接地处。因此，评价计算结果 是否可用于工程，还必须检查是否满了这个充分条件，只有满足了充 分条件，有限元计算结果方可用于工程。
接触结构边界条件的选取
• 有限元计算分析边界条件施加位置，根据圣维南 原理应该尽量远离强度分析部位，避免边界条件 对计算结果的影响。但是对某些结构分析，边界 条件施加在接触部位是不可避免的。如果重点考 察部位不在接触处，施加边界条件比较好办；如 果重点考察部位在接触处，就值得研究了。 • 对于接触结构，施加边界条件可有三种方案选择 ：按接触问题处理、按接触点对位移协调、接触 结构其中之一按刚体处理。
marc中文基本手册3边界条件的定义
第三章边界条件的定义（BOUNDRAYCONDITIONS）本章要点●各类分析的边界条件●边界条件的内容●边界条件的施加在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，就可进行边界条件定义。
边界条件定义包括边界条件内容及边界条件施加二部分。
例如要定义3节点上的X方向位移为零这一边界条件，就可在MENTAT上设边界条件名称为“fix_x”，定义边界条件内容为X方向位移为零，最后，将这一边界条件施加于节点3上。
BOUNDRAY CONDITIONS的子菜单在MAIN菜单中检取BOUNDRAY CONDITION后，可以见到由各种不同分析名组成的子菜单，用户可根据实际分析类型选择定义边界条件，不同类型的分析所需的边界条件不同，下面简单介绍一下各种分析所需的边界条件。
MECHANICAL应力分析的边界条件定义。
THERMAL热传导分析边界条件的定义。
JOULE耦合热－电分析边界条件的定义。
ACOUSTIC声场分析边界条件的定义。
BEARING轴承润滑分析边界条件的定义。
ELECTROSTATIC静电场分析边界条件的定义。
MAGNETOSTATIC静磁场分析边界条件的定义。
ID BOUNDRAY CONDS将定义的所有边界条件以不同颜色区分显示出来。
MECHANICAL上面已提到在BOUNDRAY CONDITIONS菜单中检取MECHANICAL后，将对应于应力分析边界条件的定义，下面将对这部分进行详细的介绍。
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。
边界条件名的定义边界条件名的定义方法与以后要介绍的初始条件名、材料特性名等的定义方法是一致的。
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。
Marc中常用词汇
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、S HOW 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<ML>，该节点变为黄色，按<MM>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ELEMENTCLASS，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）、POLYLINE（多折线）、BEZIER（Bezier 曲线）、 NURB （Non Uniform RationalB-spline 非等分B样条曲线）、INTERPOLATE（插值曲线）、COMPOSITE（复合曲线）、FILL ET（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（SW EEPING））、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。
Marc应用焊接模拟实例(软件使用教程)
1.存储文件FILES-----SAVE AS------比如保存为C:\Documents and Settings\Administrator\example.mud2.生成网格先设置操作区域，直接生成一个大单元，然后细分。
命令流如下：MESH GENERATIONSETU DOMAIN (X方向)0 (在命令行按照提示输入，回车；下同)0.1U SPACING0.001V DOMAIN (Y方向)0.04V SPACING0.001RETURNGRID (显示格子)FILL (充满屏幕)ELEMS ADD(用鼠标选取上述区域的四个角点，可利用ZOOM BOX放大选取，如下图)(重复利用ZOOM BOX 和FILL连续选取四个角点后，右键结束LIST，大单元已经生成)GRID (关掉，单元如下)SUBDIVIDE (细分单元)DIVISIONS10 4 1 (X、Y、Z方向分别细分为10、4、1个单元)ELEMENTSALL: EXIST (对所有存在的单元都进行如上细分，其实这里就一个)DIVISIONS2 2 1 (对焊缝处进一步细分)ELEMENTS(用鼠标选取最下面一排单元，如下图)(右键结束LIST，网格已细化)REFINE (单元退化)(先选取图中黄色节点)(再点击图中黄色单元中心)(右键结束，已经退化一个单元)(依此类推) (第二个顺序为)(全部退化后结果为)RETURNSWEEP (删除重复多余单元、节点等)ALLRETURNRENUMBER (重新编号)ALLRETURNEXPAND (Z方向拉伸)TRANSLATIONS0 0 0.001REPETITIONS4ELEMENTSALL: EXISTRETURNSWEEP (删除重复多余单元、节点等)ALLRETURNRENUMBER (重新编号)ALLMAIN(至此，网格已经全部生成，SA VE一下吧)3.定义边界条件BOUNDARY CONDITIONSMECHANICALNAMEMECHANICAL_X (命令行输入)FIXED DISPLACEMENT (为模拟计算收敛，避免刚体位移)ON X DISPLACEOKNODES ADD(选取图中所示左下角的节点)(右键结束LIST，如图)NEWNAMEMECHANICAL_Y (命令行输入)FIXED DISPLACEMENT (为模拟计算收敛，避免刚体位移) ON Y DISPLACEOKNODES ADD(选取图中所示焊缝线上的节点，右键结束LIST)NEWNAMEMECHANICAL_Z (命令行输入)FIXED DISPLACEMENT (为模拟计算收敛，避免刚体位移) ON Z DISPLACEOKNODES ADD(选取图中所示左下角的节点，右键结束LIST)RETURN (力学边界条件已经加好)(下面加热边界条件)NEWNAMEheat (命令行输入)THERMALFACE FLUX (加热，焊接热源)USER SUB. FLUXON FLUX(TOP)1(命令行输入)OKFACES ADD(选取上表面，如图)NEWNAMEfilm (命令行输入) FACE FLME (散热) USER SUB. FLMEON COEFFICIENT(TOP)1 (命令行输入)TEMP@INF(TOP)20 (命令行输入)OK(选取除中对称面之外的所有表面，如图)MAIN (边界条件已经定义好了，SA VE)4.初始条件INITIAL CONDITIONSTHERMALTEMPRATUREON TEMPRATURE(TOP)20OKNODES ADDALL: EXISTMAIN(初始条件定义完成，SA VE)5.定义材料特性MATERIAL PROPERTIES（关于材料属性的几个表格，已经做好了，大家可以尝试着能不能read。
maxwell2d控制方程,计算区域大小,激励源,边界条件
Maxwell2D是一个二维电磁场仿真软件，其控制方程基于麦克斯韦方程组，包括电场和磁场的波动方程、以及电荷和电流的连续性方程。
在Maxwell2D中，可以通过指定不同的边界条件来模拟各种不同的情况。
常见的边界条件包括：完美电导体（PEC）、完美磁导体（PMC）、理想电绝缘体（IE）、理想磁绝缘体（IM）等。
在计算区域大小时，需要考虑所研究的电磁系统的规模和复杂性。
一般来说，计算区域应该足够大，以保证电磁波在边界外能够充分衰减，从而避免产生反射和干扰。
同时，计算区域的大小也需要根据具体的问题和场景来进行调整和优化。
激励源是用来产生电磁波的源，可以是电流、电压、电荷等。
在Maxwell2D中，可以通过定义不同的激励源来模拟各种不同的电磁波源，如天线、微波源等。
在设置激励源时，需要考虑其频率、幅度和相位等因素，以确保模拟结果的准确性和可靠性。
总之，Maxwell2D是一个强大的电磁场仿真工具，通过合理的设置控制方程、计算区域大小、激励源和边界条件，可以模拟各种不同的电磁波传播和散射现象，为电磁系统的设计和优化提供重要的支持。
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44 边界条件为了完成一项分析，需要使用边界条件处理器对模型定义边界条件。
首先必须确定应用的边界条件类型。
在选择了分析类型的基础上，菜单将显示出所允许定义的相关的边界条件。
基于一种唯一的边界条件编号，定义隐含的边界条件是很重要的考虑因素。
只有用LOADCASE命令产生载荷工况，并用JOB命令来指定这个载荷工况时，边界条件才会在分析中被使用。
BOUNDARY CONDITIONSNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITBOUNDARY CONDITION TYPESMECHANIALTHERMALJOULEACOUSTICBEARINGELECTROSTATICMAGNETMAGNETOSTATICELECTROMAGNETICID BOUNDARY CONDSARROW SETTINGS图4.1边界条件菜单命令说明Mentat 3.1 4-1Main MenuBoundary Conditions 边界条件类型子菜单(Boundary Condition Type Submenus)下面几页包括了在边界条件(BOUNDARY CONDITIONS)菜单中显示的边界条件类型子菜单。
施加命令(Application Commands)边界条件的施加是完整地定义一个边界条件的信息集。
每一个边界条件包括边界条件的名称或编号，边界条件类型、自由度和与他们相关的值、选项表或用到数值中的函数以及所起作用的几何或有限元单元体。
也可以定义多项边界条件并把它储存在当前定义的边界条件列表中。
所有这些子菜单在结构上是相似的；每一个都包含同样四个部分：●施加命令●边界条件类型●表和/或转换的子菜单●添加和去除节点、边、面、单元等的边界条件命令。
以下命令出现在所有边界条件类型子菜单中。
在边界条件列表中产生一个新的边界条件，并把它作为当前的边界条件。
删除当前的边界条件。
删除后，上一个边界条件变成了当前的边界条件。
如果没有上一个边界条件，下一个边界条件将变成当前的边界条件。
命令说明Mentat 3.14-2Main MenuBoundary Conditions设置或改变当前边界条件的名称。
复制当前边界条件到新边界条件。
选择边界条件列表中上一个边界条件，并把它作为当前的边界条件。
选择边界条件列表中的下一个边界条件并使其变成当前的边界条件。
选择要编辑的边界条件并使其变成当前的边界条件。
需给出一个边界条件名称。
命令说明Mentat 3.1 4-3边界条件类型 (Boundary Condition Types)Main MenuBoundary Conditions这些命令用来选择当前边界条件的类型。
如果当前的边界条件没有任何设置值，那么这个命令只改变边界条件类型。
如果当前的边界条件有设置值，那么这个命令除了设置类型以外还产生了一个新的边界条件（这个特性使用户免于用手工使用new_apply命令产生新的边界条件）。
边界条件类型可以随着子菜单的变化而变化。
下面几页显示了每一个子菜单及相应的边界条件的类型。
命令说明Mentat 3.14-4Main Menu Boundary Conditions Mechanical 力学 (Mechanical)该菜单含有设置力学边界条件类型和施加值的命令。
在一个结构分析中，边界条件可以通过位移约束（FIX DISPLACE）对运动的自由度施加约束，也可以通过点载荷、边载荷、面载荷等选项输入产生力的荷载。
其他边界条件菜单（MORE）中的选项可用以控制单元基础刚度和单元温度。
命令说明Mentat 3.1 4-5Boundary ConditionsMechanical图4.2 力学边界条件子菜单命令说明Mentat 3.1 4-6Main Menu Boundary Conditions Mechanical 力学边界条件类型(Mechanical Boundary Condition Types)在下面菜单中可生成定义给定位移的载荷标号：注意到静力学分析要求结构没有刚体模态，因此必须施加足够的位移约束以消除刚体运动。
图 4.3 固定位移边界条件子菜单当选择每一个边界条件类型按钮时，都将显示一个相似的菜单。
命令说明Mentat 3.1 4-7Main Menu Boundary Conditions Mechanical在固定位移(FIXED DISPLACMENT)菜单中的命令包括：方法(Method)在分析中对于这种边界条件类型，设置MARC是否应调用用户子程序FORCDT。
如果用户子程序被请求，没有必要施加给定值，因为所有的值都将被用户子程序提供的值所代替，而给定值被MARC忽略掉了。
如果使用用户子程序，在你当前工作的路径中应存在FORTRAN 源代码文件。
这样当执行作业时可被编辑并连到MARC中。
回到力学边界条件子菜单，下一项为固定加速度(FIXED ACCELERATION) 命令。
对于瞬态动力分析，产生一个描述节点加速度历程的载荷编号。
命令说明Mentat 3.14-8Main Menu Boundary Conditions Mechanical产生一个描述节点力的载荷编号。
在二维问题中，沿着一个边施加一个分布载荷并产生一个载荷编号。
分析程序将把它转换成等效节点载荷。
边载荷的正方向为指向单元内部。
边载荷在三维问题中，在一个面上施加一个分布载荷并产生一个载荷编号。
分析程序将把它转换成等效节点载荷。
与法向方向相反的面载荷是正的。
面载荷允许在整体坐标系下单位体积上施加一个载荷，并产生一个载荷编号。
分析程序将把它转换成等效节点载荷。
命令说明Mentat 3.1 4-9Main MenuBoundary ConditionsMechanical在单位质量上施加一个载荷，并产生一个载荷编号。
通常被用来定义重力加速度值。
重力载荷与总体坐标轴有关。
施加一个离心载荷，并产生一个载荷编号。
除此以外，还包括哥氏效应。
必须给定旋转速度的平方及当前的旋转轴。
除了给定角速度以外，还要给定两个点以确定旋转轴。
角速度按单位时间转数给出。
如果哥氏(CORIOLIS)选项被请求，必须定义坐标轴的速度。
图 4.4 离心载荷子菜单命令说明Mentat 3.14-10Main Menu ArrayBoundary ConditionsMechanical激活离心载荷以单位时间的转数为单位给定角速度。
旋转轴的第一个点位置。
旋转轴的第二个点位置。
旋转轴的速度。
命令说明Mentat 3.1 4-11Main MenuBoundary Conditions流体阻力(Fluid Drag)Mechanical为了在管路、梁或缆索上确定流体阻力和流体浮力，需输入所需要的额外数据。
这在以下菜单中显示。
图4.5流体阻力菜单命令说明Mentat 3.14-12命令说明 Mentat 3.14-13Main MenuBoundary Conditions Mechanical以下为一种典型的管路系统。
定义相对与总体坐标系的海床面高度。
对于二维问题，海床面在Y 方向定义，对于三维问题，海床面在Z 方向定义。
定义管道外部流体的高度。
定义管道内部流体的高度。
定义重力常数。
定义管道外部流体的质量密度。
稳定速度流体速度分布速度剃度 波浪载荷管路外部流体流体阻尼力内部流体浮力海床Main MenuBoundary ConditionsMechanical定义管道内部流体的质量密度。
定义管道或梁的阻力系数。
定义管道或梁的惯性系数。
定义在总体坐标方向的速度分量。
输入相对于高度的速度梯度。
波浪的特性由下式描述。
hdx kstpdy kstpkstp⋅-+⋅-+--+⎧⎨⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎫⎬⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪sin()sin()cos()222πφπφπφ命令说明Mentat 3.1 4-14Main MenuBoundary ConditionsMechanical定义波的高度（h）。
从平均位置到波峰或波谷的高度。
定义波的周期（p）。
定义以角度为单位的相位角 。
在x-y平面定义方向余弦分量（dx，dy）。
命令说明Mentat 3.1 4-15Main Menu Boundary Conditions Mechanical 其他边界条件(More)给出其他的力学边界条件。
图4.6其他边界条件子菜单命令说明Mentat 3.14-16命令说明 Mentat 3.14-17Main MenuBoundary Conditions Mechanical对于二维问题，允许沿着一个边施加一个地基刚度而产生一个载荷编号。
边地基对于三维问题，允许在一个面上施加一个地基刚度而产生一个载荷编号。
面地基Main Menu ArrayBoundary ConditionsMechanical允许重新定义一个状态变量并产生一个载荷编号。
在力学分析中的第一个状态变量是温度。
这些菜单不能用于在耦合分析中定义温度，因为程序会计算出来。
菜单显示如下：图4.7 状态变量子菜单命令说明Mentat 3.14-18Main Menu Boundary Conditions Mechanical 方法(Method)选择状态变量：* 在菜单中定义；* 由用户子程序NEWSV定义；* 从以前产生的后处理文件中读取。
通过完成热传导分析可产生典型的后处理文件。
定义被确定的状态变量，缺省值是温度。
如果方法是给定值(ENTERED VALUES)，定义状态变量的全量。
当模型是壳或层梁时，如果方法是给定值(ENTERED VALUES)，给出状态变量作用的层数。
确定由热传导分析产生的后处理文件的文件名称（包括扩展名）。
命令说明Mentat 3.1 4-19命令说明 Mentat 3.14-20Main MenuBoundary Conditions Mechanical指出前面产生的后处理文件是有格式的还是二进制的。
在大多数计算机上，原始的二进制模式与IEEE 模式是兼容的。
在CRAY 和DEC/UNIX 计算机上，要在原始的（NATIVE ）和IEEE 之间做出选择。
定义要读入后处理文件的第一个增量步。
定义要读入的后处理文件的步数。
来自于热传导的增量数与力学分析的增量数不是相互一一对应的。
由载荷工况(LOADCASE)菜单给定的收敛性数据将用于细化或合并热传导步数。
返回到其它边界条件(MORE)子菜单，下一项命令为节点温度(NODAL TEMPERATURE)。
在节点上定义温度并产生一个载荷编号。
这个命令不可用于壳或层梁单元。
对运动边界条件放松的地方，反力逐渐减小为零，同时产生一个载荷编号。
Main Menu Boundary Conditions Thermal热传导(Thermal)这个子菜单含有设置热传导分析边界条件类型和申请值的命令。