引  言

Marc軟件是一款功能強(qiáng)大的通用非線性有限元分析軟件熟排，能夠針對廣泛的工程設(shè)計(jì)與制造應(yīng)用中的靜力外卷、動力和多物理場耦合問題進(jìn)行準(zhǔn)確仿真。

有一種美叫對稱美驼卖，是秩序氨肌，是平衡鸿秆，是科學(xué)，也是藝術(shù)怎囚。在真實(shí)工況中卿叽，很多情況下幾何結(jié)構(gòu)和載荷都是對稱的，我們應(yīng)該如何采用Marc軟件充分利用對稱條件進(jìn)行模型簡化并求解呢桩了？

對稱接觸體

對于接觸分析附帽，Marc提供了5類接觸體類型，每類接觸體都可在二維或者三維問題中進(jìn)行應(yīng)用井誉。包括：變形體蕉扮、可傳熱的剛體、剛體颗圣、帶控制節(jié)點(diǎn)的剛體和對稱接觸體喳钟。

對稱接觸體是在線對稱問題或循環(huán)對稱問題中常采用的一種接觸體，常用來代替某些對稱邊界條件奔则。

圖1 對稱接觸體定義

在平面或者軸對稱分析類型中，對稱接觸體可通過選擇NURBS曲線滋箫、線體、小平面曲線進(jìn)行定義箕径；在三維分析問題中，對稱接觸體通過選擇非均勻有理B樣條曲面迅督、片體、小平面來進(jìn)行定義胃症。其余設(shè)置類似常規(guī)接觸設(shè)置。

對稱接觸體的特點(diǎn)    

• 對稱平面可方便的用于定義對稱條件

• 可代替某些固定邊界條件

• 自動設(shè)置很高的分離力肢椅，不會發(fā)生分離

• 只允許接觸面上的切向運(yùn)動

• 僅適用于剛性曲線或曲面

• 自動進(jìn)行相應(yīng)的對稱線或?qū)ΨQ面的延伸，避免退出號2400

循環(huán)對稱

在循環(huán)對稱問題中惋粟，如果結(jié)構(gòu)的幾何和荷載周期性變化，則可只取結(jié)構(gòu)的一部分建立模型堂淡，循環(huán)對稱問題通過勾選分析任務(wù)中的循環(huán)對稱來進(jìn)行定義。在這類問題中绢淀，將自動附加一組位移向量約束條件：U’B=UA或UB=RUA瘾腰。（此類問題無需定義對稱接觸體）

圖2 循環(huán)對稱問題示意圖

圖3 循環(huán)對稱設(shè)置

循環(huán)對稱問題的特點(diǎn)

■ 自動提供適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格約束邊界條件

■ 對稱軸上的節(jié)點(diǎn)自動約束在垂直于對稱軸的平面上

■ 只用于實(shí)體單元

■ 輸入數(shù)據(jù)包括：

• 對稱軸的方向矢量

• 對稱軸的位置

• 扇型塊的角度

■ 該功能可以與“接觸”功能一起使用覆履，在這種情況下，循環(huán)對稱扇形區(qū)域的兩邊對應(yīng)位置必須同屬于一個(gè)接觸體

■ 如果將片段旋轉(zhuǎn)360/a次可得到完成的模型硝全，允許任意形狀的片段

■ 該功能可與全局網(wǎng)格重劃分功能一起使用， 

■ 熱-機(jī)耦合分析中伟众，溫度場也必須是循環(huán)對稱的

■ 繞對稱軸的剛體轉(zhuǎn)動可自動消除掉

■ 接觸體兩邊的網(wǎng)格不一定要對應(yīng)

圖4 循環(huán)對稱中的接觸體設(shè)置

上圖中，不同顏色表示不同變形體凳厢，循環(huán)對稱問題中，左上纹站、右上澈越、左下的接觸體設(shè)置是允許的泌位，右下設(shè)置是不允許的。

對稱結(jié)構(gòu)的結(jié)果擴(kuò)展顯示

對于線對稱或者循環(huán)對稱問題酒妄，通過我們只采用模型的一部分進(jìn)行分析，這樣可以快捷準(zhǔn)確地得到我們想要的分析結(jié)果广莉。

在分析結(jié)束后胖讶，我們也可以根據(jù)原模型對稱的特點(diǎn)德检，在后處理中斯娃，將模型擴(kuò)展成完整模型進(jìn)行顯示澎灸，結(jié)果更為直觀遮晚。以六分之一的循環(huán)對稱模型為例性昭，可通過結(jié)果后處理命令流文件實(shí)現(xiàn)模型的全景顯示县遣。

此示例中，模型為六分之一循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)萧求，回轉(zhuǎn)軸線方向?yàn)椋?,0,1）顶瞒，并經(jīng)過幾何點(diǎn)（-1,0,0）。

圖5 循環(huán)對稱示例模型

圖6 結(jié)果文件導(dǎo)航設(shè)置

圖7  結(jié)果后處理命令流文件編輯

圖8 結(jié)果云圖全景顯示

（注：此方法對于2D-3D榴徐，軸對稱-3D，線對稱-全模型等問題的完整模型結(jié)果顯示也同樣適用坑资，不同Marc版本的命令流可能會略有差別，用戶可參照“復(fù)制”爹故、“對稱”、“擴(kuò)展”等操作在對話區(qū)生成的命令流吃会，進(jìn)行編輯結(jié)果命令流文件來實(shí)現(xiàn)。）

小  結(jié)

在解決對稱問題方面炊办，Marc擁有卓越的解決方案。采用對稱接觸體設(shè)置何哎，可代替對應(yīng)的邊界條件設(shè)置，并具備諸多優(yōu)勢拳笨。采用循環(huán)對稱設(shè)置來解決循環(huán)對稱問題，定義簡單咏肠，求解效率也更高。對此類問題威恼，用戶可通過結(jié)果后處理腳本，實(shí)現(xiàn)完整模型的結(jié)果動畫顯示箫措，操作友好腹备，結(jié)果直觀斤蔓。

（海克斯康工業(yè)軟件）

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