高度非線性有限元分析軟件marc及在接觸分析中的應(yīng)用

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1、高度非線性有限元分析軟件Marc及在接觸分析中的應(yīng)用第28卷第12期 2001年12月 應(yīng)用科技 AppliedScienceandTechnology Vol28.№.12 Dec..20o1 文章編號:1009—671X(2001)12—0036—04 高度非線性有限元分析軟件Marc及在接觸 分析中的應(yīng)用 張寶生 (北京石油化工學(xué)院機(jī)械工程系,北京102600) 摘要:詳細(xì)介紹了Marc軟件的各部分組成及其非線性分析功能的特點,并對使用Marc軟件進(jìn)行接觸分 析作了探討.① 關(guān)羹詞:有限元;Marc軟件;接觸分析 中國分類號

2、:TF317文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A AdvancedNonlinearFiniteElementAnalysisSoftware MarcforContactAnalysis ZHANGBao-sheng (Dept.ofMechamcatEng.,BeringInsIitLIteofPetrcchemica[Tech亡..Beijing102600,China) Allstraet:TMspaperintroducedthemake—upofMarcsoftwareandits{eatuceofno~inearan~ysis.anddi

3、s— cussedcon~etanalysiswithMarcso{twace Keywords:fimteelement;Marcsoftware;contactanalys~ 0引言 在有限元分析,計算機(jī)仿真預(yù)測,工程校檢領(lǐng) 域,MSC.So~wareCorpormion(簡稱MSC)公司是 領(lǐng)導(dǎo)者,它們的產(chǎn)品從企業(yè)級的NASTRAN, PANTRAN,DYTRAN,Marc,AutoForge到專業(yè) 級的NastranForWindows和桌面級的Nastran 4D等覆蓋了各個行業(yè),各個層次的用戶,市場占 有率已達(dá)40%.

4、其Marc軟件是處理高度組合非 線性結(jié)構(gòu),熱及其它物理場和耦合場問題的高級 有限元軟件,它原為MARC(MARCAnalys~Re— searchCorporation)公司生產(chǎn).MARC公司是全 球第一家非線性有限元軟件公司,在非線性有限 元軟件行業(yè)中名列前茅.1999年6月,該公司被 Msc公司收購.Marc軟件具有的單元技術(shù),網(wǎng) 絡(luò)白適應(yīng)及重劃分能力,廣泛的材料模型,可靠的 處理高度非線性問題能力和基于求解器的開放 性,使之廣泛用于產(chǎn)品加工過程仿真,性能仿真和 優(yōu)化設(shè)計.此外,其獨有的基于區(qū)域分割的并行 有限元技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)

5、在共享式,分布式或網(wǎng)絡(luò)多 CPU環(huán)境下進(jìn)行非線性有限元分析,大幅度提高 了非線性分析的效率. 1Marc軟件的組成和運行環(huán)境 Marc軟件由求解器,前后處理圖形對話界面 Men~t,六面體網(wǎng)絡(luò)化分器Hexmesh與其它軟件 的接口等組成.求解器與石油化工學(xué)院機(jī)械工程系講師,主要研究方向:機(jī)電一體化,仿真. 第12期張寶生:高度非線性有限元分析軟件Marc及在接觸分析中的應(yīng)用?37? 由求解器來完成的.它可以處理線性/非線性靜 力分析,模態(tài)分析,簡諧響應(yīng)分析,頻譜分析,隨機(jī) 震動分析,動力響應(yīng)分析,自動靜/動力分析,屈曲佚 穩(wěn),

6、失效/和破壞分析等.它提供了豐富的結(jié)構(gòu)單元, 連續(xù)單元和特殊單元的單元庫,幾乎每種單元都 具有處理大變形幾何非線性,材料非線性和包括 接觸在內(nèi)的邊界條件非線性以及組臺高度非線性 的能力. 為了滿足高級用戶的特殊需要和進(jìn)行二次開 發(fā),它還提供了方便的開放式用戶環(huán)境.這些用 戶子程序人口幾乎覆蓋了所有環(huán)節(jié),從幾何建模, 網(wǎng)格劃分,邊界定義,材料選擇到分析求解,結(jié)果 輸出,使用戶能夠訪問并修改程序的缺省設(shè)置,擴(kuò) 展了有限元的分析功能. 求解器除了支持單CPU分析外,還具有NT 或uNIX平臺上的多cPU或多網(wǎng)絡(luò)節(jié)點環(huán)境下 大規(guī)模并行處理

7、的功能. 12前后處理圈形對話界面Mentat 一 個有限元分析軟件是否出色,不僅要看它 的求解器功能是否強大,還要看它的前后處理界 面是否友好,Mentat就是這樣的圖形用戶界面, 它使用方便,顯示快速,功能完備,使用戶可以專 注于解決問題.它與求解器無縫連接,具有以 ACIS為內(nèi)核的實體造型功能,全自動二維三角形 和四邊形,三維四面體和六面體網(wǎng)格自動劃分建 模能力;直觀靈活的多種材料模型定義和邊界條 件的定義功能;分析過程控制定義和自動檢查分 析模型完善性的功能;實時監(jiān)控分析功能;方便的 可視化處理計算結(jié)果能力;先進(jìn)的光照,渲

8、染,動 畫和電影制作等圖形功能. 1.3六面體兩格翔1分器Hexmesh Mexmesh是全自動六面體網(wǎng)格劃分功能,代 表了網(wǎng)格劃分技術(shù)的最新突破,可將任意三維塊 狀實體幾何快速準(zhǔn)確地自動劃分出幾何形態(tài)良好 的六面體單元.通過實施內(nèi)部稀疏網(wǎng)格向表面