Marc有限元實例分析教程

第1章 程序概況

1.1 MSC公司與MSC.Marc
1.2 MSC.Marc的產(chǎn)品
1.3 Marc程序結(jié)構(gòu)的特點
1.4 Marc安裝后的有關(guān)目錄
1.5 軟件文檔
1.6 Marc的文件系統(tǒng)
1.7 軟件接口功能

第2章 基本求解過程

2.1 線彈性分析有限單元法的基本步驟
2.2 非線性的分類及有限單元法的基本流程
2.3 非線性方程組的求解方法
2.4 非線性迭代的收斂判據(jù)
2.5 單元的使用方法及數(shù)值積分
2.6 Marc軟件的運行
2.7 運行Marc所需的Job文件的數(shù)據(jù)構(gòu)成
2.8 求解器
2.9 內(nèi)存分配和空間需求

第3章 幾何建模與網(wǎng)格生成

3.1 Mentat概況及使用方法
3.2 單元的類別及質(zhì)量評定
3.3 單元的直接定義
3.4 幾何建模
3.4.1 控制點的生成
3.4.2 線的生成
3.4.3 面的生成
3.4.4 實體的生成
3.5 用映射法生成網(wǎng)格與操作示范
3.6 自動生成網(wǎng)格
3.6.1 Mentat幾何定義
3.6.2 Mentat幾何修復
3.6.3 設置種子點
3.6.4 ADVANCING FRONT四邊形、三角形單元生成器
3.6.5 DELAUNAY三角形單元生成器
3.6.6 Overlay覆蓋網(wǎng)格生成技術(shù)
3.6.7 四面體單元生成器
3.6.8 六面體單元生成器
3.7 Mentat的其他網(wǎng)格處理功能
3.8 例題

第4章 Mentat常用菜單命令

4.1 邊界條件的定義（BOUNDRAY CONDITIONS）
4.2 初始條件的定義（INITIAL CONDITIONS）
4.3 材料特性的定義（MATERIAL PROPERTIES）
4.4 選擇功能（SELECT）
4.5 表格功能的使用（TABLE）
4.6 幾何特性的定義（GEOMETRIC PROPERTIES）
4.7 接觸條件的定義（CONTACT）
4.8 載荷工況的定義（LOADCASES）
4.8.1 分析種類的選擇
4.8.2 LOADCASES的定義
4.9 定義作業(yè)參數(shù)并提交運行（JOBS）
4.10 后處理（RESULTS）
4.11 靜態(tài)菜單命令

第5章 線彈性靜力分析

5.1 二維線彈性靜力分析
5.2 三維線彈性靜力分析

第6章 材料非線性

6.1 綜述
6.2 彈塑性分析
6.2.1 概述
6.2.2 屈服準則
6.2.3 流動準則
6.2.4 關(guān)聯(lián)流動和各向同性硬化
6.2.5 其他屈服準則和硬化定律
6.2.6 塑性求解過程和列式
6.2.7 利用Marc/Mentat進行彈塑性分析
6.3 蠕變分析
6.3.1 概述
6.3.2 蠕變現(xiàn)象
6.3.3 本構(gòu)方程
6.3.4 求解過程
6.3.5 利用Marc求解蠕變問題
6.4 橡膠材料特性的分析
6.4.1 概述
6.4.2 彈性體的宏觀行為
6.4.3 Mooney材料
6.4.4 Rivilin表達式
6.4.5 Ogden模型
6.4.6 在應力函數(shù)中采用Lagrange乘子
6.4.7 用Marc程序進行彈性體材料分析
6.5 各向異性行為與復合材料結(jié)構(gòu)
6.5.1 概述
6.5.2 彈性材料行為
6.5.3 在Marc中指定材料模型
6.5.4 失效準則
6.6 材料試驗曲線擬合
6.6.1 概述
6.6.2 材料試驗
6.6.3 讀入數(shù)據(jù)
6.6.4 采用基于不變量應變能函數(shù)擬合數(shù)據(jù)
6.7 例題
6.7.1 厚壁筒的彈塑性分析
6.7.2 橢圓形管道的蠕變分析
6.7.3 帶孔復合材料板應力分析

第7章 幾何非線性與屈曲分析

7.1 綜述
7.2 幾何非線性問題的有限單元法
7.2.1 幾何非線性的應變度量
7.2.2 幾何非線性的應力度量
7.2.3 非線性有限元的Lagrange格式
7.3 屈曲分析
7.3.1 屈油分析分類
7.3.2 線性屈曲分析
7.3.3 非線性屈曲分析
7.4 失穩(wěn)路徑的弧長法
7.4.1 增量加載方式
7.4.2 弧長法
7.5 材料非線性與屈曲／失穩(wěn)分析
7.5.1 材料非線性與幾何非線性
7.5.2 包含材料非線性的屈曲分析
7.6 屈曲分析實例——部分球殼受外壓的屈曲分析
7.6.1 線性屈曲分析
7.6.2 失穩(wěn)路徑分析
7.6.3 Buckle increment分析

第8章 接觸分析

8.1 綜述
8.1.1 接觸問題的描述方法
8.1.2 Marc軟件提供的接觸算法
8.1.3 接觸算法的基本流程
8.2 接觸體的定義和運動描述
8.2.1 可變形接觸體的定義
8.2.2 剛性接觸體的定義
8.2.3 允許傳熱分析的剛性接觸體的定義
8.2.4 剛體運動描述
8.2.5 描述剛體運動的初始條件
8.3 接觸探測
8.3.1 接觸容限
8.3.2 偏斜系數(shù)
8.3.3 接觸檢查順序
8.4 施加接觸約束以及修改接觸約束
8.4.1 剛體與變形體之間的接觸約束
8.4.2 變形體與變形體的接觸約束
8.4.3 接觸約束的滿足與接觸體定義順序的關(guān)系
8.5 模擬摩擦
8.5.1 滑動庫侖摩擦模型
8.5.2 剪切摩擦
8.5.3 粘－滑摩擦模型
8.5.4 其他摩擦模型
8.5.5 關(guān)于摩擦的其他說明
8.6 模擬分離
8.7 其他接觸功能
8.7.1 粘合
8.7.2 釋放
8.7.3 過盈檢查／過盈閉合量設置
8.7.4 對稱平面
8.8 厚壁橡膠圓筒受壓分析
8.9 厚壁圓筒過盈配合分析

第9章 動力學分析

9.1 綜述
9.2 特征值問題
9.2.1 數(shù)學列式
9.2.2 求解特征值的數(shù)值技術(shù)
9.2.3 剛體模態(tài)
9.3 簡諧分析
9.3.1 復數(shù)算式
9.3.2 采用Marc／Mentat進行簡諧分析
9.4 阻尼模型
9.4.1 減振器及粘性阻尼
9.4.2 模態(tài)阻尼
9.4.3 瑞利阻尼
9.4.4 數(shù)值阻尼
9.5 譜響應分析
9.5.1 從基于譜密度的大地運動
9.5.2 剛體基運動引起的結(jié)構(gòu)激勵
9.5.3 利用Marc程序進行譜響應分析
9.6 線性動力瞬態(tài)分析
9.6.1 線性動力學分析基礎
9.6.2 直接積分方法
9.6.3 模態(tài)疊加法
9.6.4 精度和穩(wěn)定性
9.6.5 時間步長的選擇
9.6.6 采用Mentat進行線性瞬態(tài)分析的前處理
9.7 非線性瞬態(tài)分析
9.7.1 非線性方程的直接積分
9.7.2 塑性的影響
9.7.3 幾何非線性
9.7.4 非線性加載和邊界條件
9.7.5 精度和穩(wěn)定性
9.7.6 利用Marc和Mentat進行非線性瞬態(tài)分析
9.8 固支方板的特征頻率分析
9.9 兩個變形體之間的動力接觸分析

第10章 斷裂力學問題的有限元分析

10.1 綜述
10.2 斷裂力學理論簡介
10.3 有限元分析方法
10.4 奇異單元法
10.5 利用Marc/Mentat程序進行斷裂力學分析
10.6 承受軸向拉伸雙邊開槽試樣J積分計算

第11章 溫度場分析和熱應力分析

11.1 綜述
11.2 熱傳導分析的有限元法
11.2.1 熱傳導問題的數(shù)學描述
11.2.2 熱傳導問題的有限元法
11.2.3 非線性熱傳導分析的收斂判定
11.3 用Marc/Mentat實施傳熱分析
11.3.1 Marc提供的熱傳導單元
11.3.2 常規(guī)傳熱分析的數(shù)據(jù)定義流程
11.3.3 散熱片分析
11.3.4 用Marc/Mentat完成表面間熱輻射分析
11.4 熱應力分析
11.4.1 熱應力分析的有限元描述
11.4.2 熱應變
11.4.3 用Marc／Mentat完成熱應力分析
11.4.4 散熱片熱彈性分析

第12章 電磁場分析

12.1 綜述
12.2 靜電場分析
12.2.1 靜電場分析方程
12.2.2 靜電場分析單元
12.2.3 2－D靜電場分析實例
12.3 靜磁場分析
12.3.1 靜磁分析的方程
12.3.2 靜磁場分析單元
12.3.3 2－D靜磁場分析實例
12.4 電磁場分析
12.4.1 瞬態(tài)電磁分析列式
12.4.2 簡諧電磁分析列式
12.4.3 電磁場分析單元

第13章 網(wǎng)格自適應與重劃分

13.1 綜述
13.2 誤差準則
13.3 單元網(wǎng)格細化對策
13.4 線性自適應分析算例
13.5 網(wǎng)格重劃分
13.6 重劃分分析算例

第14章 用戶子程序

14.1 綜述
14.2 用戶子程序分類及常用用戶子程序
14.2.1 用戶定義的加載、邊界條件和狀態(tài)變量
14.2.2 用戶定義的各向異性材料特性和本構(gòu)關(guān)系
14.2.3 粘塑性和廣義塑性子程序
14.2.4 粘彈性子程序
14.2.5 修改幾何形狀的子程序
14.2.6 定義輸出量的子程序
14.2.7 定義滑動軸承分析的子程序
14.2.8 其他子程序
14.3 利用公共塊進行數(shù)據(jù)傳遞
14.4 利用內(nèi)部子程序進行矩陣運算
14.5 用戶子程序例題——受移動載荷作用的方板分析

第15章 滑動軸承分析

15.1 綜述
15.2 單元類型
15.3 計算結(jié)果
15.4 技術(shù)背景
15.5 滑動軸承潤滑分析dat文件中參數(shù)的含義
15.6 例題——有限寬度下滑動軸承分析
15.6.1 模型描述
15.6.2 邊界條件定義
15.6.3 材料特性
15.6.4 承載能力
15.6.5 阻尼和剛度特性
15.6.6 在新的旋轉(zhuǎn)位置處的承載能力
15.6.7 Mentat菜單命令流
15.6.8 編輯輸入文件并提交運算
15.6.9 后處理

附錄

附錄A 用TYING實現(xiàn)節(jié)點自由度間的線性約束
附錄B Singularity Ratio（奇異比）
附錄C 重起動功能
附錄D 輸入數(shù)據(jù)文件示例
附錄E 輸出結(jié)果文件示例

參考文獻