材料加工软件marc课件2.ppt

修正的Newton-Raphson 弧长法 弧长法是增量有限元分析中，沿着平衡路径迭代位移增量的大小（也叫弧长）和方向、确定载荷增量的自动加载方案。在弧长法中，以沿解曲线的弧长形式重新表述非线性方程组，载荷增量既可以为正，也可以为负，不仅考虑刚度奇异的失稳点附近的平衡，还要通过追踪整个失稳过程中实际的载荷位移关系，获得结构失稳前后的全部信息。 有限元法的基本思想与基本方法 Marc有限元软件的简介 现有商用有限元软件的情况 MARC程序介绍 MARC Analysis Research Corporation（简称MARC）始创于1967年，总部设在美国加州的Palo Alto，是全球第一家非线性有限元软件公司。创始人是美国著名布朗大学应用力学系教授 。 MARC程序介绍 MARC公司的主要产品之一是通用的有限元分析软件MARC/MENTA。包括前后处理界面MENTAT和求解器MARC。 MARC与MENTAT之间可分可合。MENTAT可以自动生成MARC分析计算所需的模型数据文件（.dat）。MARC分析后所生成的结果文件即为后处理文件（.t19或.t16），可由MENTAT读入后进行数据结果的图形显示。 MARC程序介绍 MARC是基于位移法的有限元程序，在非线性方面具有强大的功能。程序按模块化编程，工作空间可根据计算机内存大小自动进行调整。用户如果对精度要求较高，可选用双精度进行运算。当单元数、节点数太多，内存不能满足需要时，程序能够自动利用硬盘空间进行分析。在分析过程中，利用网格自适应和重划分技术，能够变更单元的划分和节点数目。 MARC程序介绍 输入数据可借助于Mentat界面生成，由用户填卡也可生成。输入数据文件由四部分组成，其中分析功能的指示由参数选项组确定，分析模型的内容由模型定义选项组确定，增量步数据由历程定义选项组确定，图形输出由绘图定义选项组确定。 MARC程序介绍 MARC程序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用FORTRAN语言编制用户子程序，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MARC程序的功能。MARC程序拥有以下4个库：单元库、功能库、分析库、材料库、用MARC软件分析的每一个实际问题，都采用了这四种库的一种以上的元素。 单元库 MARC的单元库提供了近150种单元，除了少部分单元外，其它单元均可用于线性和非线性分析，分析中单元数和单元类型可自由选择，不同类型单元可组合使用，如连接出现不协调，可用MARC提供的多种标准连接约束来保证单元间的一致性。四边形单元可以退化成三角形单元，六面体单元可以退化成五面、四面体单元。 功能库 MARC功能库包含了对分析目标进行准确模拟、快速生成输入数据、准确高效进行分析以及多种结果输出的众多功能，具体如下：网格自动划分功能、输入数据自动行生成功能、几何约束条件、载荷条件、载荷增量的控制、输入方法、用户子程序、重起动功能、后处理功能、adaptive meshing功能、单元死活功能、求解器 分析库 MARC分析库包含许多分析类型，用户根据具体问题，需作必要的选择，分析库具体内容如下：线性分析、大变形分析、更新拉格朗日法、屈曲特征值、屈曲模态、载荷－位移曲线、蠕变屈曲、牛顿－拉弗林迭代法、应变修正法、热传导分析、热传导分析、对流换热边界条件、塑性加工分析、弹塑性、刚塑性、应变速率相关本构关系、自动接触条件 材料库 MARC材料库包含30多种材料本构模型，可以考虑材料的线性和多种非线性材料特性的温度相关性、各向异性等。 网格划分工具 MENTAT提供了两类网格划分方法：直接生成单元和由几何形状自动生成单元。直接生成单元法是给出单元节点位置和单元节点编码的手动单元生成方法。而自动网格生成技术，能够将由几何元素描述的物理模型自动离散成有限单元，主要包括两类不同的网格生成器：一类是CONVERT，另一类是AUTOMESH。 几何修复 几何信息能被用于自动网格划分、生成高质量网格的必要条件是： 每个区域由封闭曲线包围 消除细小的几何细节 相邻区域的曲线协调 几何修复 对于从MENTAT的CAD接口输入的几何数据，自动划分网格前通常需要进进行几何清理和修复。原因在于在CAD系统中几何造型时，难免作些局部修改，由此可能产生很小的几何元素。一些CAD系统在处理相交或倒角时容易产生过小的几何元素，称之为碎片。采用自动划分单元时，会在这些过小的几何元素附近产生不必要的过高密度单元。此外，几何