marc有限元软件-接触
用Marc软件提供的接触分析功能简化网格划分
用Marc软件提供的接触分析功能简化网格划分
沙迎春;吴中如
【期刊名称】《红水河》
【年(卷),期】2003(022)002
【摘要】利用大型结构分析程序MSC.Marc提供的接触分析的功能,以保证有限元网格不发生穿透,使有限元疏密网格界面两侧各相应点的位移和应变在界面上协调,而不必过多考虑节点的协调关系.这样三维有限元网格的过渡易于实现,使有限元网格划分可以以积木式进行,简化了前处理工作,大大缩短对复杂结构的网格剖分的时间.而且,由于有限元网格剖分以积木式进行,使有限元网格的自动剖分也简化了不少.【总页数】4页(P61-64)
【作者】沙迎春;吴中如
【作者单位】河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210024;河海大学水利水电工程学院,江苏,南京,210024
【正文语种】中文
【中图分类】TV314
【相关文献】
1.高度非线性有限元分析软件Marc及在接触分析中的应用 [J], 张宝生
2.应用Marc软件进行地下连续墙基础的接触分析 [J], 舒中潘;宋章;冉雪梅
3.应用MARC软件进行叶片/盘组件三维接触有限元分析 [J], 李江腾;汤风
4.泰克推出业界第一套UWB和WiMedia UWB应用的示波器软件-TDSUWB软件工具为TDS-6000C实时示波器提供具备软件下降转换，简单易用以及完整的分
析功能 [J],
5.简化和加快数据采集与分析的新的测量解决方案——HP硬件和MATLAB软件可在分析现场测量数据时提供直接控制 [J],
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基于Marc的车门密封条接触有限元分析
新模型
旧模型
图 4 新、旧密封条几何模型对比
4
结论
通过新旧两方案对比分析可知，新方案比旧方
案的压缩负荷减小了 80.3%，表明通过改变壁厚及 形状可明显改善车门关闭力。
参考文献
[1] 陈火红.Marc 有限元实例分析教程[M],2002.4.
16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
旧方案 新方案
Force/N
13 14 15 16 17 18 19 20 21
Displacment/mm
图 3 密封条结构改进前后的压缩负荷比较 从图 2 可看出，密封条被压缩 7mm（对应图 3 中的 13mm）时，33.57%～37.3%的较大应变发生 在如图所示的区域，而下泡管的应变较小。区域 1 应变较大是因为压缩过程中受到凸起部位的压缩 力对该部位的弯矩造成的，上泡管的区域 2 和 3 应 变较大也是由于受到较大弯矩造成的，表明上泡管 及凸起部位主要承受压缩负荷。 图 3 中， 横坐标为相对图 2 坐标系下车门 X 方 向的位置，即初始位置与压缩量的差值，纵坐标为 密封条对车门的反作用力即压缩负荷。 由图 3 可知， 压缩负荷与压缩量的关系为非线性关系，旧方案密 封条垂直压缩 7mm 时的最大压缩负荷为 14.49N。 该压缩负荷即密封条压缩变形产生的阻力，它是引 起车门关闭力超重的主要因素之一，因此对其进行 结构改进以减小车门关闭力。
Abstract: In order to solve the problem with close force over-loaded of weather strips of a passenger car door, the nonlinear finite element software, MSC.Marc, is applied to carry out calculation and analysis. It is shown by results that wall thickness and shape of the lower foam house and the size of its raise areas are the main causes of weather strips over-loaded. The close force of improved weather strips decrease by 80.3% than original one by analysis. Key words: Weather Strip, Contact, FEA MSC.Mentat 进行前处理，再利用 MSC.Marc 求解
用Marc软件提供的接触分析功能简化网格划分
用Marc软件提供的接触分析功能简化网格划分沙迎春,吴中如(河海大学水利水电工程学院,江苏南京210024)摘要:利用大型结构分析程序M SC.M arc提供的接触分析的功能,以保证有限元网格不发生穿透,使有限元疏密网格界面两侧各相应点的位移和应变在界面上协调,而不必过多考虑节点的协调关系。
这样三维有限元网格的过渡易于实现,使有限元网格划分可以以积木式进行,简化了前处理工作,大大缩短对复杂结构的网格剖分的时间。
而且,由于有限元网格剖分以积木式进行,使有限元网格的自动剖分也简化了不少。
关键词:有限元法;网格剖分;接触分析;M SC.M arc软件中图分类号:T V314文献标识码:A文章编号:1001-408X(2003)02-0061-041前言有限单元法是数值计算的主要方法之一,因其适应性强,计算效率高,而被工程和科学研究部门广泛采用。
自50年代以来,已研制了各种有限元通用软件,例如MARC[1]、ANSYS、STARDYNE、ASKA、SUPERSAP等。
有限单元法作为一种极为有效的数值分析方法,广泛地应用于土木、机械、流体、渗流、热传导等诸多领域。
以前由于计算机速度慢,计算成本高,有限元中分析域的离散和数据准备均以人工方式进行。
随着计算机计算的进步,大规模、高精度已成为现代有限元技术的新趋势,人工离散化工作已不再适应这种发展。
因此,前处理技术是影响有限元技术实际应用的关键。
2现行方法及存在问题在有限元计算中,人们常对某一局部区域的位移和应力更感兴趣,或是希望在此范围内能获得更高的精度。
同时在对拱坝等结构物进行开裂分析时,人们也希望能有一套比较致密的网格,这样就可以在裂尖周围布置许多网格来进行裂缝的跟踪计算,而且起裂后也不需要重新剖分网格。
但是有限元离散单元的基本思想就是通过相互协调的节点传递位移和力,相邻节点密度相差太大而又不能保证在其交界面上相应节点的位移和应变协调时,则会引起较大的计算误差。
marc中文基本手册-第九章 接触条件的定义(CONTACT)
第九章接触条件的定义（CONTACT）本章要点●接触体的定义●CONTACT TABLE 的定义●CONTACT NODE的定义在本章中将对MARC中的CONTACT（自动接触分析）功能所需的输入数据作一个必要的说明，由于篇幅所限，对一些数据的选择不能作详细介绍，请用户参考MARC用户手册A卷和C 卷的CONTACT部分。
接触体的生成在MAIN菜单中检取CONTACT就进入接触条件定义子菜单，见下图。
用户可以先定义变形体和刚体及它们之间相互作用关系，变形体可以由用户选择一部分有限元网格组成，刚体表面可用许多不同的方法进行描述。
CONTACT BODIES 定义刚体和变形体，与MARC输入文件中的CONTACT选项相对应。
CONTACT TABLES 定义物体间的相互关系，如果本选项不被采用，分析程序将认为任何物体均可能与其它物体相接触（包括本身）与MARC输入文件中的CONTACT TABLE选项相对应。
CONTACT AREAS 定义变形体上可能发生接触的节点，如果本选项不被采用，分析程序将认为一个物体外表面上所有节点都可能与其它物体发生接触，与MARC输入文件中的CONTACT NODE选项相对应。
所有要进行接触分析的物体必须在CONTACT BODIES中定义，CONTACT TABLE与CONTACT AREAS可根据情况决定是否有必要定义。
CONTACT BODIES检取CONTACT BODIES后，可见如图所示的子菜单。
CONTACT BODIES名的定义、管理方法如BOUNDRY CONDITIONS、MATERIAL PROPERTIES名定义管理的方法相同，不再重复。
CONTACTPREV NEXTNEW NAME REM EDITBODY TYPERIGID DEFORMABLECONTACT BODY PROPERTIESADD REMELEMENTS0ADD REMCURVES0ADD REMSURFACES0TABLESID CONTACT ID BACKFACESFLIP ELEMENT FLIP CURVESFLIP SURFACESBODY TYPE 用RIGID光钮定义接触体为刚体、DEFORMABLE光钮定义接触体为变形体。
2004-李江腾-应用MARC软件进行叶片_盘组件三维接触有限元分析
第17卷第1期 湖南理工学院学报(自然科学版) V ol.17N o.1 2004年3月 Journal of Hunan Institute of Science and T echnology(Natural Sciences) Mar.2004应用MARC软件进行叶片/盘组件三维接触有限元分析李江腾1,汤 风2Ξ(11株州师范高等专科学校,湖南株州 4120007;21株州608研究所,湖南株州 412002)摘 要:用大型通用软件MSC/MARC对叶片/盘组件进行了三维接触有限元分析,给出了某些工况下其应力分布规律,并对接触分析的计算结果与常规方法所得计算结果进行了比较分析。
结果表明接触有限元分析更符合实际情况,计算结果更可靠。
关键词:MARC软件;叶片;盘;三维接触有限元中图分类号:O34314 文献标识码:A 文章编号:1008—620X(2002)04—0019—02A3D Contact Finite Element Analysis of Bladeand Disc Using MARC Soft w areLI Jiang2teng1, T ANG Feng2(1.Zhuzhou Teacher’s college,Zhuzhou412007,China;2.Zhuzhou Aviation P owerplant Research Institute,Zhuzhou412002,China)Abstract:Three dimension contact finite element analysis of blade and disc assembly is made by means of software MARC,and the distributions of stresses are given under some load conditions.Furtherm ore,the calculated results are compared with those of taking no account of contact.The results show that they are m ore reliable and m ore accordant to engineering practice.K ey words:MARC software;blade;disc;3D contact finite element接触是一种普通存在的自然现象,属于非线性约束问题。
非线性有限元软件MSC_Marc及其在轴承分析中的应用
非线性有限元软件M SC.M arc 及其在轴承分析中的应用X张业1,2,任成祖1,2,刘远新1,2(1.天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津 300072;2.天津大学东超纳米复合结构陶瓷联合实验室,天津 300072)摘要:介绍了M arc 软件的特点、非线性分析功能及其在接触问题上的应用,并将其应用于圆柱滚子轴承的接触分析。
关键词:M SC.M ar c 软件;接触分析;轴承中图分类号:T P317 文献标识码:A 文章编号:1001-2354(2004)10-0051-031 M ARC 软件简介MA RC Analysis R esearch Cor poration(简称M ARC)始创于1967年,是全球第一家非线性有限元软件公司。
经过三十余年的不懈努力,M ARC 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。
MA RC 公司的主要产品之一是通用的有限元分析软件M A RC /M ENT A 。
包括求解器M ARC 和前后处理界面M EN T AT 。
图1所示为M ENT AT 与M ARC 程序之间的相互关系。
图1 MENTAT 与MARC 及其输入输出文件求解器M ARC 是软件的核心,软件强大的非线性有限元分析功能就是由求解器完成的。
M ARC 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M ARC 程序的功能。
M EN T AT 是M A RC 公司有限元分析软件的图形界面,主要由4部分组成:(1)生成有限元网格;(2)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;(3)进行有限元数值分析和计算;(4)显示计算结果,进行后处理。
由于其易于操作、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。
MSC.Software公司Marc产品介绍
MSC.Marc 软件是一个功能强大的有限元分析系统，提供 了各种问题的解决方案。
1． 非线性结构分析
◆ 非 线 性 静 力 分 析：包括材料非线性、几何非线性和非 线性边界条件。
◆ 非 线 性 瞬 态 分 析：时间函数驱动的过程分析。 ◆ 非 线 性 动 力 分 析：包括模态分析、瞬态响应分析、简 谐响应分析、频谱响应分析。 ◆ 非 线 性 屈 曲 分 析：MSC.Marc 软件处理稳定性问题的 方法有两类。一类是简单地按特征值问题求解失稳形态和临界 载荷的特征值分析；另一类是追踪失稳路径，获取失稳前后结 构变形、应力和载荷变化完整信息的增量有限元分析。
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。
MSC.Marc 六面体网格自动划分功能充分考虑了网格划分 的基本要求，用户可以指定内部网格稀疏过渡级别，程序在稀 疏网格过渡处自动生成多点约束方程，满足位移协调。
3．网格操作
MSC.Mentat 的其它有关网格功能有复制、移动、扩展、对 称、转换、单元阶次的转换、检查、重排、相交、清除、松弛、 拉直、重划分、附着等。
4．其他功能
MSC.Mentat的前处理功能除几何建模和网格划分外，还可 以定义边界条件、材料参数、几何参数、接触信息、初始条件、 连接关系（如多点约束）等。
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。
应用Marc软件进行地下连续墙基础的接触分析
２ Ｍａｃ ｒ 软件接触 分析类型
中 更 新 统 Ｑ ；
以前 对 于 接 触 面 的 处 理 ，一 般 采 用 接 触 面 单 元。 ，譬如无厚度 的 Ｇ ｏｍ ｎ接 触摩擦单 元 ，Ｄ — 。 … ｏｄ ａ ｅ ｓｊ １８ ） 的薄 层 四边形单 元 等。在 Ｍａ ａ （９ ４ ｒ ｃ程序 中有 两种处理方式 ：① 在界 面上设置 间隙一摩擦单元 ；② 按接触 问题处理。由于第一种方法定义起来较为复杂 且需要 的计算参数 较多 ，故一般计算分析多采用第二 种方法。即通过定义接触体和接触表来描述 物体问的 接触关 系，接触关系类型包括接触 、不接触 和粘合 三 种。在接触表 中定义接触体之间的摩擦 系数 、接触 后 分离所需 的分 离力 、接触 容差及 可能 的过盈配合值 。 两个 接触体在受力变形后可能出现分离或嵌入 ，这 通 过分离力及过盈配合值来控制 。 ３ 通过现场荷载试验分析黄土与墙体摩擦 系数
维普资讯
・
１ ２・ ０
全 国中文核心期刊
路基工程
２０ ０ ７年第 ２期 （ 总第 １ １ ） ３期
应 用 Ｍａｃ软 件进 行 地 下 连 续 墙基 础 的接 触 分析 ｒ
舒 中潘 宋 章
（ 西南交 通大学 土木工程学 院 Ｉ ｌ ￣） 成都 ｌ
在接触分析 中需考虑到模拟摩擦 。摩擦是一 种非 常复杂 的物理现象 ，与接触表面的硬度 、湿度 、法向 应力 和相对滑动速度等特性有关 。其机理仍是研究 中 的课题 。本文采用晋陕边 界黄土 高原 上 国道 ２９线河 ０ 津至 临猗段 Ｋ ３＋ ８ ２ ３ ５处天桥 的地下 连续墙 现场静载
古土壤 ｓ ．
中更 新 统 Ｑ ；
黄土层 Ｌ ２
marc有限元软件-链接
6连接6连接(LINKS)菜单用来定义节点间的连接方程。
连接分为MARC 的标准连接(MPCs)、用户定义的连接(MPCs)或弹簧。
在动力分析问题中，在与弹簧平行的方向上可以定义阻尼特性。
LINKSNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITNODAL TIESSERVO LINKSSPRINGS/DASHPOTS图6.1 连接菜单选择当前连接的形式：节点连接、伺服连接或弹簧/阻尼连接。
节点连接(Nodal Ties)NODAL TIES弹出菜单。
通过连接选项定义节点间的多点约束。
Main Menu LinksNode Ties图6.2 节点连接设置子菜单连接菜单命令如下： 在连接列表中产生一个新的连接，并把它作为当前的连接。
Main MenuLinksNode Ties删除当前的连接。
删除后，上一个连接变成了当前的连接。
如果没有上一个连接，下一个连接将变成当前的连接。
设置或改变当前连接的名称。
通过复制当前连接，在申请列表中增加新连接。
选择连接列表中上一个连接，并把它作为当前的连接。
选择连接列表中的下一个连接并使其变成当前的连接。
选择要编辑的连接并使其变成当前的连接。
需给出一个连接名称。
连接分类（Link Class）为当前的节点连接设置MARC的连接类型。
连接类型由整数定义。
参见《MARC Volume C Program Input》中节点连接的类型和定义。
如果选择用户自定义的连接类型，必须提供用户子程序UFORMS。
Main MenuLinksNode Ties 连接（Tied）为当前的连接设置被连接的节点。
保留（Retained）RETAINED NODES定义节点连接的保留节点。
输入适于这个连接类型的被保留节点的节点号。
如果使用用户定义的连接类型，必须用SET命令指定保留节点。
作为一个例子：为实现位移的连续性，使用类型31，连接节点为5(TYPE 31,TIED NODE=5)，保留节点为4和6。
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M arc 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M arc 软件的各部分组成及其非线性分析功能的特点,并对使用M arc 软件进行接触分析作了探讨。
¹关 键 词:有限元;M ar c 软件;接触分析中图分类号:T P317 文献标识码:AAdvanced Nonlinear Finite Element Analysis SoftwareMarc for Contact AnalysisZHANG Bao_sheng(Dept.of M echanical Eng.,Beijing Institute of P etrochemical T echonlogy ,Beijing 102600,China)Abstract:This paper introduced the make_up of M arc softw are and its feature of nonlinear analysis,and dis -cussed contact analysis with Marc softw are.Key words:finite element;Marc softw are;contact analysis0 引 言在有限元分析、计算机仿真预测、工程校检领域,M SC.Softw are Corporation(简称M SC)公司是领导者,它们的产品从企业级的NASTRAN,PANTRAN,DYTRAN,M arc,AutoForge 到专业级的Nastran For Window s 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 -search Corporation)公司生产。
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。
marc有限元软件-接触
99 接触接触菜单用于预先描述定义变形体和刚体所需要的数据。
除此以外,也可以预先描述两个体之间的相互作用。
变形体由有限元网格中被选择的一部分组成。
刚体表面可以利用多种方法描述。
CONTACTCONTACT BODIESCONTACT TABLESCONTACT AREASEXCLUDE SEGMENTS图9.1 接触菜单命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Bodies 接触体（Contact Bodies）定义接触体。
在分析期间，MARC将施加约束，使得变形体外表面的节点不嵌入刚体或其它变形体，包括它们自己本身。
对于接触问题的更详细的信息见MARC Volume A, 《User Information》和Volume C,《Program Input》。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Array ContactContact Bodies图9.2 接触体子菜单对每一个接触体应该给定一个唯一的名字。
用NEW，NAME，COPY，PREV，NEXT和EDIT命令来选择当前接触体的标识符。
当前的接触体可以用REM选项删除。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Deformable 接触体类型(Contact Body Type)接触体可以是刚体或变形体。
变形体的定义必须在所有的刚体定义之前。
选择DEFORMABLE后出现下面菜单。
用于输入变形体参数。
图9.3 变形体子菜单磨擦(Friction)定义摩擦系数。
必须用JOB选项来识别摩擦类型。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Deformable 耦合分析传热(Heat Transfer for Coupled Analysis)定义耦合分析中的附加参数。
对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。
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接触
接触问题及其解决方法综述•本技术手册提供了在Marc和Mentat中使用接触经常遇到的问题的解决方法。
•MARC用直接约束法处理接触问题，在整个过程中跟踪运动接触体的轨迹，当发生接触时，使用边界条件直接约束运动体——两者的运动约束转化成了节点自由度的约束和节点力的约束。
如果程序能够预测出什么时候发生约束，这种方法非常准确。
在Marc中通过CONTACT选项执行这个程序。
因为不需要预先知道那里发生接触，所以在本程序中不用提前指定参考单元，可以模拟复杂的接触。
•Marc中接触的详细用法见《程序输入手册》“接触”一章。
•Marc中接触的详细求解过程见《理论手册》（卷A）中的附录。
•下面对接触的用法分别做一下解释：接触分析的设置•在接触分析中最常见的问题怎样解决？下面的介绍可能对你有所帮助：a. 增加LOADCASE中的载荷步数。
b. 确保在JOBS的INITIAL LOADS中包括固定边界条件。
c. 接触分析允许两个或多个接触体之间发生任意大的相对变形。
在一些分析中的变形不可避免地会超出几何线性分析中小变形的设定范围（最大旋转角度的正切值约定于角度本身，使用弧度值）。
如果是这种情况，激活LARGE DISP参数。
d. 线-线之间的接触会出现数值问题，导致收敛困难。
如果他们落入接触区域的容限之内，Marc的接触算法将会设置接触的节点。
容限缺省值设置为定义的所有接触体的最小单元边长的1/20。
在有些情况下，这个值太大了，尤其是线-线接触。
线-线网格不是拓扑相等的，可能一个或另外一个网格上的多数节点落入接触区域容限内，人为设置接触应力。
在接触区域容限设置时推荐使用偏离系数。
而且下降的接触区域容限推荐使用系数5或10。
接触体使用解析选项，接触的线或面使用nurbs曲线或coons曲面，很可能消除这个问题。
一种特殊情况是接触表面上的网格是连续的。
即一个网格上的节点和其他网格上的节点一致。
在这种情况下，因为所有的节点都是一致的，不应该设置人为应力。
MARC在接触分析中的应用
!产品设计与应用#MARC在接触分析中的应用张宝生1,陈嘉庆1,蒋力培1,陈火红2(1.北京石油化工学院,北京 102600; 2.MSC公司,北京 100044)摘要:介绍了M ARC软件的各部分组成及其非线性分析功能的特点,并以圆柱接触为例,将M ARC有限元分析结果与赫兹理论进行了比较,两者吻合得比较好,这为M ARC软件在求解诸如轴承分析、铁轨分析和橡胶密封等方面开辟了很好的应用前景。
关键词:有限元;M ARC;赫兹接触中图分类号:TH133.332;TP317;O242.21 文献标识码:A 文章编号:1000-3762(2003)11-0001-03 Advanced Nonlinear Finite Element Analysis Softw are MARC for Contact AnalysisZH ANG Bao-sheng,CHE N Ja-qing,JANGLi-pei,CHE N Huo-hong(1.Beijing Institute of Pero-chemical T echnology,Beijing102600China;2.MSC C o.Beijing100044,China)Abstract:The M ARC s oftware and its features of nonlinear analyses are introduced.As an example of cylinder contact, comparing analysis on M ARC analysis result and Hertz’s s olution has been made,both are correctly coincident.Therefore, M ARC s oftware w ould be widely used in the bearing analysis,rail analysis and rubber seal analysis etc.K ey w ords:finite element;M ARC;Hertz contact 有限元分析及仿真(C AE)在科学研究和工程设计中应用越来越普遍,近年来随着国外通用有限元软件如NASTRAN、PATRAN、ANSY S、M ARC等的流行,越来越多的用户开始使用这些软件来分析工程问题,但C AE软件在应用领域的广度和深度上我国与国外相比还有很大差距,对于通用C AE软件是否能真正解决某些特殊领域的问题还有疑虑。
几款常用有限元软件(CAE分析)的比较
几款常用有限元软件（CAE分析）的比较目前流行的CAE分析软件主要有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、MAGSOFT、COSMOS等。
以下为对这些常用的软件进行的比较和评价：LSTC公司的LS-DYNA系列软件。
LSDYNA长于冲击、接触等非线性动力分析。
LS-DYNA是一个通用显式非线性动力分析有限元程序，最初是1976年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室由J.O.Hallquist主持开发完成的，主要目的是为核武器的弹头设计提供分析工具，后经多次扩充和改进，计算功能更为强大。
虽然该软件声称可以求解各种三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等接触非线性、冲击载荷非线性和材料非线性问题，但实际上它在爆炸冲击方面，功能相对较弱，其欧拉混合单元中目前最多只能容许三种物质，边界处理很粗糙，在拉格朗日——欧拉结合方面不如DYTRAN灵活。
MSC.software公司的DYTRAN软件在同类软件中，DYTRAN在高度非线性、流固耦合方面有独特之处。
MSC.DYTRAN程序是在LS-DYNA3D的框架下，在程序中增加荷兰PISCES;INTERNATIONAL公司开发的PICSES的高级流体动力学和流体结构相互作用功能，还在PISCES的欧拉模式算法基础上，开发了物质流动算法和流固耦合算法发展而来的。
但是，由于MSC.DYTRAN是一个混合物，在继承了LS-DYNA3D 与PISCES优点的同时，也继承了其不足。
首先，材料模型不丰富，对于岩土类处理尤其差，虽然提供了用户材料模型接口，但由于程序本身的缺陷，难于将反映材料特性的模型加上去；其次，没有二维计算功能，轴对称问题也只能按三维问题处理，使计算量大幅度增加；在处理冲击问题的接触算法上远不如当前版的LS-DYNA3D全面。
HKS公司的ABAQUS软件ABAQUS是一套先进的通用有限元系统，属于高端CAE软件。
它长于非线性有限元分析,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大的复杂问题和模拟高度非线性问题。
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99 接触接触菜单用于预先描述定义变形体和刚体所需要的数据。
除此以外,也可以预先描述两个体之间的相互作用。
变形体由有限元网格中被选择的一部分组成。
刚体表面可以利用多种方法描述。
CONTACTCONTACT BODIESCONTACT TABLESCONTACT AREASEXCLUDE SEGMENTS图9.1 接触菜单命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Bodies 接触体（Contact Bodies）定义接触体。
在分析期间，MARC将施加约束，使得变形体外表面的节点不嵌入刚体或其它变形体，包括它们自己本身。
对于接触问题的更详细的信息见MARC Volume A, 《User Information》和Volume C,《Program Input》。
命令说明Mentat 3.1Main Menu Array ContactContact Bodies图9.2 接触体子菜单对每一个接触体应该给定一个唯一的名字。
用NEW，NAME，COPY，PREV，NEXT和EDIT命令来选择当前接触体的标识符。
当前的接触体可以用REM选项删除。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Deformable 接触体类型(Contact Body Type)接触体可以是刚体或变形体。
变形体的定义必须在所有的刚体定义之前。
选择DEFORMABLE后出现下面菜单。
用于输入变形体参数。
图9.3 变形体子菜单磨擦(Friction)定义摩擦系数。
必须用JOB选项来识别摩擦类型。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Deformable 耦合分析传热(Heat Transfer for Coupled Analysis)定义耦合分析中的附加参数。
对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。
两个变形体接触时，接触热传导系数用于确定两个实体之间的对流。
描述(Description)选择节点与实体接触时，使用何种模式。
解析（ANALYTICAL）模式指的是，样条曲线（二维）或高斯面（三维）通过外表面的节点来确定位置。
这样可提高精度。
用户也可用上一个菜单中的Analytical Desc. Discontinuity命令。
当使用离散（DISCRETE）模式时,外表面备分段的线性线段（二维）或平面小区域（三维）来表现。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Rigid选择RIGID显示下面菜单，哟凝固输入刚体特性。
图9.4 刚体子菜单命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Rigid定义刚体的运动。
这一运动是通过定义形心的位置，其平移速度和角速度或施加的力来表示的。
对于固定的刚体，不必定义形心，旋转轴，速度，或初始速度。
定义的形心也用于输出刚体表面的合力和合力矩。
刚体控制（Body Control）定义刚体表面运动是由预先确定的形心位置及形心速度控制还是由施加于节点的力控制。
选择VELOCITY PARAMETERS，出现下面菜单。
图9.5 速度控制子菜单命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Rigid 速度(Velocity)定义预先描述的刚体表面速度。
可以选择TABEL来定义随时间变化的历程。
初始速度(Initial Velocity)允许用户定义刚体表面的初始速度。
开始分析前，每个具有非零初始速度的刚体都将被移动，直到它接触变形体为止。
选择POSITION PARAMETERS，出现下面菜单。
命令说明Mentat 3.1命令说明 Mentat 3.1Main Menu ContactContact BodiesRigid图9.6 位置控制子菜单位置 (Position)定义刚体表面的形心位置。
可以选择TABEL 来定义随时间变化的历程。
如果形心进行从起点到终点的线性运动，需用到目标位置。
Main Menu ContactContact Bodies Rigid 目标位置(Target Position)如果刚体形心运动是线性的，输入形心运动的终点位置。
在分析中的第零增量步，刚体在此位置或是刚好发生接触的位置。
设置接触体选项的值。
必须指定要设置的选项。
作业选项被指定为选项的名字，与它的值用冒号隔开。
（例如，symmetry:on）形心(Centroid)定义刚体的形心。
如果由速度控制刚体运动，对这点给定平移速度，而且围绕它发生旋转。
如果由位置控制刚体平面，点的位置预先描述。
旋转轴(Rotation Axis)定义预先描述角速度的轴的方向余弦。
对于二维问题，旋转轴是Z轴。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Rigid 磨擦(Friction)定义摩擦系数。
必须用JOB选项来识别摩擦类型。
耦合分析的热传导数据(Heat Transfer Datat for Coupled Analysis)定义耦合分析中的附加参数。
对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。
两个变形体接触时，接触热传导系数用于确定两个实体之间的对流。
描述(Description)用外部边（二维）或面（三维）描述刚体形状。
选择离散（DISCRETE）模式下，曲线（曲面）被当作是分段线性。
选择解析（ANALYTICAL），曲面表示为平滑的NURB 曲面。
输入用于描述解析曲线的刻度数，供图形显示用。
这不影响其结果。
命令说明Mentat 3.1命令说明 Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Symmetry指定用于描述刚体解析曲面的刻度数值，供图形显示用。
这不影响其结果。
选择SYMMETRY 显示下面菜单，用于输入刚体对称特性。
图9.7 对称刚体子菜单允许在离散（DISCRETE ）和解析（ANALYTICAL ）两种模式之间进行转换。
在离散模式下几何表面，或曲线被分成区域或线段。
当一个变形体的节点接触一个区域时，接触发生。
在解析模式下，几何表面，或曲线被表示成NURBS 。
当一个变形体的节点接近于NURBS 表示的表面时，接触发生。
对于曲线表面，解析模式允许连续改变法向，故其结果更加精确。
Main Menu Contact Contact Bodies Symmetry输入用于描述解析曲线的刻度数，供图形显示用。
这不影响其结果。
指定用于描述刚体解析曲面的刻度数值，供图形显示用。
这不影响其结果。
只在耦合分析中，当一个实体被认为是刚性（没有变形）的但又有传热时，选择有热传导的刚体（RIGID w HEAT TRANSFER）。
下面菜单用于输入接触体参数。
命令说明Mentat 3.1命令说明 Mentat 3.1Main Menu ContactContact Bodies Rigid w Heat Tra图9.8 有热传导的刚体子菜单下述命令用来定义接触体的几何形状。
ELEMENTS CURVESSURFACES变形体或有热传导的刚体用ELEMENTS 命令描述。
刚体用CURVES 或SURFACES 命令描述。
Main Menu ContactContact Bodies 解析非连续(Analytical Desc.Discontinuity)NODESEDGES当变形体被认为是解析曲面时，有必要指明解析曲面的限制。
这是为确保平滑曲面没有穿过变形体的边。
对于二维问题，用户定义解析曲面的端点；对于三维问题，用户定义解析曲面的边。
载荷-控制的刚体（Load-Controlled Rigid Body）输入施加外力的节点号，载荷通过BOUNDARY> MECHANICAL> POINT LOADS菜单定义。
图形区分接触体。
定义一个刚体时，了解与法向有关的方向是非常重要的。
接触发生在前表面。
这一点可以利用ID BACKFACES命令实现。
重新定义表面的法向，使得法向相反。
命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Tables接触表(Contact T ables)CONTACT TABLES定义两个实体之间的相互作用。
如果不使用这一选项，分析程序将假设任一物体可能接触任一其它物体，包括它本身。
这可能会导致不必要的计算费用。
在一个作业中，可以定义多个接触表。
用LOADCASE命令激活一个接触表，直到另一个接触表被激活为止。
CONTACT TABLESNEW REMNAMECOPY PREV NEXT EDITTABLE PROPERTIES图9.9 接触标菜单接触表的格式显示在下述两页中。
它是一个方形表。
例如, 如果实体“3”可以接触实体“4”和“5”，你可以激活第3行的第4列和第5列。
分析程序将保证表是对称的。
命令说明Mentat 3.1Main Menu ContactContact Tables 接触表参数(Table Properties)通过TALE PROPERTIES选项激活的菜单定义接触表。
图9.4 接触表子菜单，第1部分在接触表（CONTACT TABEL)中，设置所有的选择为接触(“T ”），所有的实体可以接触所有的其它实体，包括它们本身。
命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Tables在接触表（CONTACT TABEL）中设置所有的选择为粘结(“G ”），即所有的实体可以粘结所有的其它实体。
有关MARC中的“GLUE ”选项可以参见Volume C，《Program Input》中的CONTACT TABEL。
图9.5 接触表子菜单，第2部分撤消实体之间所有可能的相互作用。
设置待设置和显示接触参数值的实体。
命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Tables当提示一个接触体时，用户可以利用这些按扭之一来提供实体的名称。
定义第一个接触体上的点与其它实体相关的部分/面的闭合接触距离。
定义分离力。
如果在某一节点的拉力超过了这一值，该节点将与其它实体分离。
定义两个实体之间的摩擦系数。
定义耦合分析中两个实体之间的热传导系数。
定义两个实体之间超过闭合的数量。
命令说明Mentat 3.1Main MenuContactContact Tables确定两个接触体之间的相互作用。
空白的按扭表示在两个接触实体之间没有接触，而且MARC不检查这两个实体之间的接触。
按扭“T”表明在分析时两个实体之间是接触的。