marc中文基本手册14 练习(PRACTICE PROBLEM)

第十四章练习（PRACTICE PROBLEM）

本章要点

●MENTAT网格生成及处理功能

●MENTAT建模

●MENTAT的后处理步骤

本章将对半径为100mm的半球面与半径为25mm圆柱面相交的结构进行线弹性分析。该结构只承受内压，可以利用其对称性，取其1

2进行分析。从网格生成、边界条件施加、材料特性、几何特性的定义、提交MARC运算到后处理，我们将给出每一个具体操作命令。用户在练习中也可以采用不同的顺序、不同的方法来生成网格，施加边界条件及材料、几何参数，但得到的节点号、单元号可能不相同。下图为参考的网格图。

半球面的生成

半球面截面的生成

VIEW M

ACTIVE ALL M

SHOW ALL VIEW M RETURN M 进入VIEW子菜单，激活所有四个视图，并将显示四个视图，然后返回上一级菜单。

MESH GENERATION M

COORDINATE SYSTEM-SET M SPHERICAL M

RETURN M 进入网格生成子菜单，将坐标系设置为球坐标系，然后返回上一级菜单。

NODE-ADD M

100 0 0

100 0 75 生成节点，输入节点坐标值，球坐标的顺序为γ、θ和φ。

ELEMENT－CLASS M LINE(2) M M 将单元几何类型设置为由二个节点确定的线状单元。

ELEMS-ADD M 1 2 生成单元。在键盘上输入前面生成的节点的号1、2即生成3单元1。

FILL M SUBDIVIDE为单元再细分。

SUBDIVIDE M

6 1 1

ELEMENTS M

ALL-EXIST M

M

SWEEP M DIVISION为设置单元再细分数，对于一维单元，第一个数“6”即表示将一个单元再细分6个单元。接着指定再细分的单元。ALL－EXIST表示所有的单元。

ALL M M 消去由再细分引起的重复节点

编号。

左图为生成的模型，在球坐标系中

细分单元，划分后的节点都落在球

面上。

接着将前面生成的一维单元用EXPAND命令扩展为1

4

半球面。EXPAND

ROTATIONS M

0 0 18

REPETITIONS M 进入EXPAND子菜单，采用旋转扩展，每次绕Z轴转18°，共重复5次。

5 ELEMENTS M

ALL-EXIST M M FILL M 指定进行扩展的单元，在本题中将对所有单元进行扩展。

SWEEP M ALL M M 消除由扩展命令产生的重复节点。

左图为

14

半球面网格图。

利用SYMMETRY 功能将1

4

半球面处理为1

2

半球面模型。

SYMMETRY M NORMAL M

0 -1 0

进入SYMMETRY 子菜单，用NORMAL 命令定义镜射的法向，此处有一Y 方向。 指定全部单元都进行镜射。

ELEMENTS M

ALL-EXIST M

M

生成的1

2半球面网格图

FILL M

SWEEP M 消除所有多余的节点号 ALL M M

RENUMBER M 节点号重排 ALL M M

ELEMS-REM M

14 15 19 20 G NODES-REM M

删除与圆柱面相交部分的单元

31 32 G

将由于单元删除而无用的节点删

RENUMBER M

除

ALL M M 节点、单元号再次重排

左图为完成的半球面网格图SELECT M

ELEMENTS-STORE M elem.dome

ALL-EXIST M M 将半球面的所有单元，存于名为elem.dome集中。

FILES M

SAVE AS M

dome

yes

NEW M

YES M M 进入FILES子菜单，将前面生成的数据存入名为dome的文件中。

检取光钮NEW，将当前数据库清除准备进行圆柱面的网格生成工作。

圆柱面的生成

圆柱面截面的生成

COORDINATE SYSTEM－SET M CYLINDRICAL M M NODES-ADD M 将坐标系改设为圆柱面坐标系，坐标值按r， ，t排序。

25 0 0

25 0 50

键盘输入节点坐标。ELEMS-ADD M

1 2

生成一个一维单元。

SUBDIVIDE M

ELEMENTS M

ALL－EXIST M M 将一维单元再细分，再细分单元数与半球面网格生成时间相同。

SWEEP M M

ALL M M

削除重复节点。

EXPAND M

ROTATIONS M

0 0 30

REPETITIONS M 3 采用旋转扩展，每次绕Z轴转30°，重复3次。

单元也扩展为二维单元，将所有单元都扩展后，1

4

圆柱面网格即告生成。

ELEMENTS M

ALL-EXIST M

M

进行以上操作得如右图所示的

1 4圆柱面的网格。

SYMMETRY M

ELEMENTS M ALL-EXIST M M利用SYNNETRY功能将1

4

圆柱面处理为1

2圆柱面。

SWEEP M

ALL M M

消除重复节点。

RENUMBER M

ALL M M 数据库上所有的节点，单元及几何实体号重排。

左图为1

2

圆柱面的网格图。

下一步将圆柱面进行旋转、平移，并将前面存贮的半球面调入。FILL M

SELECT M

ELEMENTS-STORE M

elem.tube

ALL-EXIST M 将生成的圆柱面单元存入名为elem.tube的集中。

COORDINATE SYSTEM-SET M

RECTANGULAR M

M

将坐标系更改为直角坐标系。

MOVE M

ROTATIONS M

90 0 0

TRANSLATIONS M 进入MOVE子菜单，使圆柱面绕X 轴转90°，然后沿Y轴平移130°，沿Z轴平移50°。

0 130 50 ELEMENTS M

M FILL M

进行以上操作后圆柱面网格如左图所示。

FILES M

SAVE AS M tube 将圆柱面的数据存贮在名为tube 的数据库中。

MERGE M

dome M FILL M

用MERGE 命令将以前生成的dome 数据库与tube 数据库合并。

左图为二个文件合并（MERGE ）后的结果。

半球面与圆柱面的融合

现在要把前面生成的半球面与圆柱面融合一起，这一步工作比较复杂。

几何球面与圆柱面的生成

半球面与圆柱面接合部附近的节点必须进行移动，为移动方便先生成一个几何球面与圆柱。

PLOT M

MORE M

MEDIUM M

RETURN M

RETURN M 进入PLOT子菜单，检取MORE光钮，将曲面的显示精度改为中等。

RETURN M

SURFACE TYPE M

SPHERE M

将曲面类型改设为球面（SPHERE）。

SRFS-ADD M

0 0 0

100

输入球心坐标以及半径后即生成球面。

SURFACE TYPE M

CYLINDER M M

将曲面类型改设为圆柱面（CYLINDER）。

SRFS-ADD M

0 0 50

0 130 50

25

25 输入圆柱二端中心坐标，横截面半径，如二个半径不同则为圆台面。

进行以上操作后，生成了

右图所示的二个几何面。

（注）右图所示的几何实体先使单元invisible，曲面显示精度为8个划分，并用solid显示方式。

SELECT M

ELEMENTS M

elem.dome

RETURN M

选择单元集elem.dome。

PLOT M MORE M 先使圆柱面单元从画面消失，以便于对半球面的有关单元进

INIVISIBLE-ELEMENTS M

ALL-UNSELECTED M M

REGENERATE M

RETURN M

RETURN M

行操作。

ATTACH M

ATTACH NODES-INTERSECT M cylinder G

sphere G

74 75 76 79

82 83 84 G M PLOT M

MORE M

VISIBLE-ELEMENTS M 用ATTACH功能使半球面上的缺口周围的节点附着到球面与圆柱面相交线上。注意如果操作

不同，要附着的节点的编号可能不同。

ALL-EXIST M

INVISIBLE-ELEMENTS M

ALL-SELECT M M

REGENERATE M

RETURN M

RETURN M

上图中右边缺口所围的7个节点附着到

二个曲面相交线上的节点。

下面将圆柱面的一些节点附着到二个曲面的相交线

VIEW M

SHOW VIEW3 M M

显示视图VIEW3

ATTACH M

ATTACH-NODES-INTERSECT M

cylinder

sphere

2 11 12 1

3 32 33

34 G M 下图中圆柱左端节点即为要附着到二个曲面相交线上的节点，左边的节点编号供参考。

左图为ATTACH操作后的结果，有

一部分单元变成畸形，需要修正。

下面将利用STRETCH功能对一些单元进行调整。

使几何曲面从显示区消失。PLOT M

MORE M

INVISIBLE-SURFACES M

ALL-EXIST M

REGENERATE M

M M STRETCH M NODES M

13 22 10 G 12 27 9 G 11 26 8 G 2 7 1 G

32 48 30 G 34 49 46 43 31 G

进入STRETCH 子菜单。输入一系列要修正的节点。

第1步 对第1列节点进行拉伸

第2步 对第2列节点进行拉伸

第3步 对第3列节点进行拉伸

第4步 对第4列节点进行拉伸

第5步 对第5列节点进行拉伸

第6步 对第6列节点进行拉伸

经过一连串的拉伸调整，修正后

的圆柱面网格如左图所示。

下面将把半球面与圆柱面附着一起。

MOVE M

RESET M

TRANSLATIONS M

0 3 0

ELEMENTS M

ALL-UNSELECTED M M

先将圆柱面单元沿Y轴移动3。

PLOT M

MORE M

VISIBLE-ELEMENTS M

ALL-SELECTED M M REGENERATE M 将目前INVISIBLE的半球面单元变为VISIBLE。

RETURN M RETURN M

NODES-EDIT M

84

0 71.0469 75.1

83

14.7362 72.875 70.1951 82

22.8594 78.3594 60.1217 79

24.9911 84.25 50.6664

74

23.3348 90.1406 41.0287 75

16.5643 95.8281 31.2592 76

-.890113 99.8906 25.0159 修改节点位置

将84点移至13点处，使二点重合。一般用鼠标器操作，修改完成后，对话区将显示新位置的坐标。其它节点的修改与84点类似。

SWEEP M

ALL M M MOVE M 用SWEEP命令消除由EDIT引起的节点重复编号，将圆柱面移回原来位置。

TRANSLATIONS M

0 –3 0

ELEMENTS M

ALL-UNSELECTED M M

RENUMBER M

ALL M M 用RENUMBER对节点号单元号等重排，得到分析用的网格。

左图为生成的网格图

边界条件的施加

网格生成后，要给模型必要的边界条件才能进行分析，本题主要是施加对称边界条件及内压。

VIEW M

SHOW ALL VIEWS M M SELECT M

CLEAR SELECT M M 显示所有的视图，消除对半球面单元的选择。（集名仍留在数据库中）