《Marc,Mentat结果输出.doc

Marc/Mentat结果输出 概要 ? 本文档将对Marc和Mentat结果输出中频繁遇到的问题进行回答。 ? 对每种单元得出结果在理论手册（卷A）“单元信息”目录下大体做了解释。 ? 在单元手册（卷B）“应力输出”和“应变输出”目录下对每种单元适用的具体结果做了说明。 ? 在Mark卷A中“选择性打印输出”一章，指出了在输出文件中获得具体结果的详细细节。 ? 在理论手册（卷A）第四章可以找到关于梁单元和杆单元的更多信息。 ? 附录A（“插值形函数”）提供了有限元分析中形函数定义和使用的简单描述，其中包含形函数使用的重要信息。 ? 附录B（“有限元平衡”）详细讨论了单元应力平均和不平均等问题。 Re: 单位一致性 ? 在MARC中单位不受约束，任何单位制都可使用。然而，所有输入数据必须统一成选定的单位制。例如，如果使用N、M和Kg，则模型的几何尺寸必须是米，弹性模量必须是N/M2，密度必须是Kg/M3。至于输出的结果——如果数据输入选择N、M、Kg，结果单位应力将是N/M2，力和反作用力是N，位移是M等等。 ? 旋转结果输出单位是弧度，包括角速度和角加速度。 ? 在分析中温度单位由Jobs Heat Transfer Job Parameters Units Constants..…指定，缺省值是摄氏度。 ? 选择单位制时，注意所使用单位制不要给计算带来问题。例如，一个整体尺寸只是零点几毫米的模型使用米作单位，则单元节点之间的距离的量级可能达到1e-6。类似地，当分析大型土木工程时，使用兆吨要比使用公斤好。 ? 在动态分析中如果要想得到有意义的结果，单位量纲必须一致。对于没有体力载荷（使用密度）的静态分析，这方面的要求比较宽松。一般地，如果单位选择质量（m）、长度（l）、时间（t），则相应的力的单位必须是F= ma=ml/t/t。 ? 通常推荐使用标准SI单位制，即：牛顿、米、公斤。和这一单位制相应的方程是F=Ma (N = Kg m/s2)。如果方程两边同时除以1000，得到一个新的单位制(kN = Ton m/s2)。类似地，两边乘以1000得到(N = T mm/s2)。 ? 任何一致的单位都可以使用，如： N, mm, Ton kN, m, Ton mN, m, kTon 达因, g, cm 磅达, 磅, 英尺 ? 非标准单位制的例子是(kN, mm, Ton)、(N, mm, Kg)。 有限元应力计算 ? 在有限元分析中，在每个单元的“高斯”点计算应力。这些点通常不位于单元节点，而是离节点有一定的距离。每种单元的高斯点的准确位置见B卷“Marc单元分类”一章。有限元分析中高斯点的值是最准确的结果。 然而，对于一般简单的使用，要求节点的结果，为了得到这些值，必须使用“外插法”将高斯点应力值转化到节点。这将通过“假设单元位移（形）函数”来实现。形函数是构成有限元方法的基础，也是划分单元类型的基础。一般情况，使用线性二次形函数。以前典型使用的角点单元（例如4节点四边形单元，8节点六面体单元），称之为“线性”或者“低阶”单元。后来使用中间节点单元（例如8节点四边形单元或20节点六面体单元），通常称之为“二次”或“高阶”单元。 对Marc中的单元，B卷“Marc单元分类”一章详细说明了每种单元使用的形函数。而且附录A简单解释了两种形函数和外插法。 Mentat中的外插法/平均法 ? 在MENTAT中有三种单元外插法(Results Scalar Plot Settings Extrapolation…)： 线性 - 对积分点的值求平均放置到质点上。然后Marc从质点通过积分点线性外插到节点。 转移 - 积分点的值简单复制到最近的节点。如果积分点少于节点，MARC会平均积分点的值。当使用隔离特征(ResultsMoreIsolate)，只是隔离一个单元时，用户可以通过MARC历史图看见准确的积分点值。 平均 - MARC计算所有积分点的平均值，然后分配到所有节点。 ? 准确的外插程序既依靠稳定的应力场也依靠单元的形函数类型。例如，单元应力场的梯度越大得到的外插值误差可能就越大；尤其是在使用线性形函数时。因此，尽管都满足平衡条件，对于不充分准确的网格，应力分布很不准确。 ? 一般分析中一个节点连接着不止一个单元，因此，在这个节点可以使用平均程序求的这个节点的平均值（将所有应力值简单的加在一起，然后除以应力值数）——获得这样的输出结果需要在Mentat的Scalar Plot Settings Extrapolation中设置“nodal averaging = on”。设置“nodal averaging = off”将不执行这个程序。附录B对节点平均程序做了更详细的介绍。 ? 在模型的重要区域应力作为设计程序的输