高度非线性有限元分析软件marc及在接触分析中的应用

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1、高度非线性有限元分析软件Marc及在接触分析中的应用第28卷第12期 2001年12月 应用科技 AppliedScienceandTechnology Vol28.№.12 Dec..20o1 文章编号:1009—671X(2001)12—0036—04 高度非线性有限元分析软件Marc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Marc软件的各部分组成及其非线性分析功能的特点,并对使用Marc软件进行接触分 析作了探讨.① 关羹词:有限元;Marc软件;接触分析 中国分类号

2、:TF317文献标识码: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,计算机仿真预测,工程校检领 域,MSC.So~wareCorpormion(简称MSC)公司是 领导者,它们的产品从企业级的NASTRAN, PANTRAN,DYTRAN,Marc,AutoForge到专业 级的NastranForWindows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%.

4、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(MARCAnalys~Re— searchCorporation)公司生产.MARC公司是全 球第一家非线性有限元软件公司,在非线性有限 元软件行业中名列前茅.1999年6月,该公司被 Msc公司收购.Marc软件具有的单元技术,网 络白适应及重划分能力,广泛的材料模型,可靠的 处理高度非线性问题能力和基于求解器的开放 性,使之广泛用于产品加工过程仿真,性能仿真和 优化设计.此外,其独有的基于区域分割的并行 有限元技术,能够实现

5、在共享式,分布式或网络多 CPU环境下进行非线性有限元分析,大幅度提高 了非线性分析的效率. 1Marc软件的组成和运行环境 Marc软件由求解器,前后处理图形对话界面 Men~t,六面体网络化分器Hexmesh与其它软件 的接口等组成.求解器与石油化工学院机械工程系讲师,主要研究方向:机电一体化,仿真. 第12期张宝生:高度非线性有限元分析软件Marc及在接触分析中的应用?37? 由求解器来完成的.它可以处理线性/非线性静 力分析,模态分析,简谐响应分析,频谱分析,随机 震动分析,动力响应分析,自动静/动力分析,屈曲佚 稳,

6、失效/和破坏分析等.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台高度非线性 的能力. 为了满足高级用户的特殊需要和进行二次开 发,它还提供了方便的开放式用户环境.这些用 户子程序人口几乎覆盖了所有环节,从几何建模, 网格划分,边界定义,材料选择到分析求解,结果 输出,使用户能够访问并修改程序的缺省设置,扩 展了有限元的分析功能. 求解器除了支持单CPU分析外,还具有NT 或uNIX平台上的多cPU或多网络节点环境下 大规模并行处理

7、的功能. 12前后处理圈形对话界面Mentat 一 个有限元分析软件是否出色,不仅要看它 的求解器功能是否强大,还要看它的前后处理界 面是否友好,Mentat就是这样的图形用户界面, 它使用方便,显示快速,功能完备,使用户可以专 注于解决问题.它与求解器无缝连接,具有以 ACIS为内核的实体造型功能,全自动二维三角形 和四边形,三维四面体和六面体网格自动划分建 模能力;直观灵活的多种材料模型定义和边界条 件的定义功能;分析过程控制定义和自动检查分 析模型完善性的功能;实时监控分析功能;方便的 可视化处理计算结果能力;先进的光照,渲

8、染,动 画和电影制作等图形功能. 1.3六面体两格翔1分器Hexmesh Mexmesh是全自动六面体网格划分功能,代 表了网格划分技术的最新突破,可将任意三维块 状实体几何快速准确地自动划分出几何形态良好 的六面体单元.通过实施内部稀疏网格向表面