Marc,Mentat结果输出

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1、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

2、”）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>HeatTransfer>JobParameters>Units&Constants..…指定，缺

3、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

4、m/s²)。如果方程两边同时除以1000，得到一个新的单位制(kN=Tonm/s²)。类似地，两边乘以1000得到(N=Tmm/s²)。•任何一致的单位都可以使用，如：N,mm,TonkN,m,TonmN,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34•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

5、，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

6、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>ScalarPlotSettings>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(Results>More>Isolate)，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

7、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ScalarPlot>Settings>Extrapolation中设置“nodalaveraging=on”。设置“nodalaveraging=off”将不

8、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入，平均节点应力云图应该和非平均节点结果非常类似（单元边界条件平滑过渡）。这说明结构中的应力分布充分准确。模型的其他部分一般使用粗化网格，在这些区域云图有明显不同——非平均云图更像拼凑起来的。单元边界