MSC.Patran/Marc培训教程和实例PDF电子书下载

目录 1

第1章概述 1

1.1 MSC.Software公司简介 1

1.2 MSC.Marc概况 2

1.3 MSC.Patran概况 4

1.4 MSC.Marc Preference 5

1.5正向转换和执行分析作业 6

1.6反向转换 7

1.7导入输入文件 7

1.8模板数据库 8

1.9 MSC.Patran/Marc的基本操作 8

1.10分析类型 10

1.11 文件类型 11

第2章工况与时间步 14

2.1综述 14

2.2时间 18

2.3多工况的用法 22

2.3.1 多工况分析 22

2.3.2轴对称－3D分析与温度载入 26

2.4重启动 28

第3章单元类型的选择 31

3.1综述 31

3.1.1 单元的拓扑结构 31

3.1.2 MSC.Patran/Marc中单元的其他特点 31

5.7.3 MSC.Patran/Marc中定义复合材料模型 1 32

3.1.3单元的选定 33

3.2实体单元 34

3.2.1 完全积分单元与剪力自锁 36

3.2.2 减缩积分单元与沙漏问题 37

3.2.3假定应变单元与网格扭曲 38

3.2.4 二阶减缩积分单元 39

3.2.5 HERRMANN单元 40

3.2.6实体单元选择的基本原则 40

3.3壳单元 41

3.3.1壳单元的结果 42

3.3.2壳单元的应力方向 43

3.3.3 MSC.Patran/Marc 中壳单元及其属性的定义 43

3.4梁单元 44

3.5多点约束 47

3.6特殊单元 49

3.6.1 GAP单元 49

3.6.2 CABLE单元 50

3.6.3 REBAR单元 51

3.7网格自适应与重划分 53

3.7.1 误差准则 54

3.7.2网格重划分的控制准则 55

3.7.3 MSC.Patran/Marc 中网格自适应与重划分的实现 55

3.8循环对称 57

4.1 非线性分析分类 59

第4章非线性分析 59

4.1.1材料非线性 60

4.1.2几何非线性 60

4.1.3边界非线性 61

4.2求解控制 62

4.3 收敛测试 64

4.3.1残差准则 64

4.3.2位移准则 65

4.3.3 应变能测试准则 66

4.3.4 MSC.Patran/Marc 中收敛测试的定义 67

4.4加载与增量步策略 70

4.4.1载荷增量 70

4.4.2固定步长载荷增量大小的选择 71

4.4.3 自动载荷步长 72

4.4.4弧长法 74

4.4.5弧长法在MSC.Patran/Marc中的使用 79

4.5.1问题描述 81

4.5.2基于小变形理论的线性分析过程 81

4.5实例：集中力作用下的悬臂梁 81

4.5.3基于大变形理论的分析过程 93

第5章材料本构关系 98

5.1 综述 98

5.2弹性与弹塑性 99

5.2.1 弹性 99

5.2.2弹塑性 102

5.2.3理想塑性与刚塑性 112

. 5.3.2蠕变现象 113

5.3.1概述 113

5.3蠕变 113

5.3.3 本构方程 114

5.3.4在MSC.Patran/Marc中进行蠕变分析 115

5.4超弹性 117

5.4.1 概述 117

5.4.2体积不可压缩性及Herrmann单元 117

5.4.3弹性体的宏观行为 118

5.4.4常用超弹性材料的本构关系 119

5.4.5 在应力函数中采用Lagrange乘子 122

5.4.6 MSC.Patran/Marc中超弹性材料参数的定义 122

5.5粘弹性 125

5.5.1 概述 125

5.5.2粘弹性本构关系 126

5.5.3 MSC.Patran/Marc中粘弹性本构关系的定义 128

5.6.1 失效准则 129

5.6材料的失效 129

5.6.2 MSC.Patran/Marc失效准则的定义 130

5.7材料的各向异性行为与复合材料 131

5.7.1 概述 131

5.7.2层合复合材料 131

5.8材料参数拟合 133

5.8.1概述 133

5.8.2材料试验 134

5.8.3 MSC.Patran/Marc中的材料参数拟合 135

5.9实例：单向拉伸过程分析 140

5.9.1 问题描述 140

5.9.2分析过程 140

第6章 大位移和屈曲 153

6.1 综述 153

6.2大位移与大变形问题的有限元法 154

6.3 屈曲分析 159

6.4材料非线性与屈曲／失稳分析 166

6.5其他几何非线性问题 166

6.6实例：盒形梁的屈曲分析 168

6.6.1 问题描述 168

6.6.2分析过程 169

6.7实例：复合材料套管的屈曲分析 195

6.7.1 问题描述 195

6.7.2分析过程 195

第7章接触分析 218

7.1 综述 218

7.1.1 表面间的相互作用 218

7.1.2接触问题的描述方法 219

7.1.3 MSC.Patran/Marc软件提供的接触算法 220

7.1.4接触算法的基本流程 221

7.2接触体的定义和运动描述 222

7.2.1可变形接触体的定义 222

7.2.2刚性接触体的定义 223

7.2.3 允许传热分析的刚性接触体的定义 225

7.2.4刚体运动描述 225

7.2.5描述刚体运动的初始条件 226

7.2.6 MSC.Patran/Marc中接触体的定义 226

7.3接触探测 231

7.3.1接触容限 231

7.3.2偏斜系数 233

7.3.3接触检查顺序 233

7.3.4 MSC.Patran/Marc中接触探测的定义 234

7.4模拟摩擦 236

7.4.1滑动库仑摩擦模型 236

7.4.2剪切摩擦 238

7.4.3粘－滑摩擦模型 239

7.4.4其他摩擦模型 240

7.4.5关于摩擦的其他说明 240

7.4.6 MSC.Patran/Marc中摩擦参数的定义 240

7.5模拟分离 242

7.5.1设置分离力 242

7.5.2分离后释放接触反力 242

7.5.3控制节点分离的发生 242

7.5.4 MSC.Patran/Marc模拟分离的定义 243

7.6施加接触约束以及修改接触约束 244

7.6.1 刚体与变形体之间的接触约束 244

7.6.2变形体与变形体的接触约束 244

7.6.3 接触约束的满足与接触体定义顺序的关系 245

7.7.1 粘合 246

7.7.2释放 246

7.7其他接触功能 246

7.7.3过盈检查／过盈闭合量设置 247

7.7.4对称平面 247

7.8 MSC.Patran/Marc中定义接触问题 247

7.8.1接触问题定义过程 247

7.8.2定义包含接触的工况 248

7.8.3接触表的设置 248

7.9 MSC.Patran/Marc中接触分析的结果输出 251

7.10接触分析中的出错处理 253

7.11 实例：橡胶密封分析 254

7.11.1问题描述 254

7.11.2分析过程 255

7.12实例：销－扣的插入与拔出过程分析 274

7.12.1 问题描述 274

7.12.2分析过程 275

7.13.1问题描述 295

7.1 3 实例：曲别针成形过程分析 295

7.13.2分析过程 296

第8章热分析 315

8.1综述 315

8.2热分析方程及边界条件 315

8.2.1 热传导问题的数学描述 315

8.2.2热传导问题的有限元法 316

8.3非线性热传导分析的收敛判定 319

8.3.1 非线性热传导有限元分析 319

8.3.2设置判定迭代收敛的控制参数 323

8.3.3 最小初始步长的确定 325

8.4用MSC.Patran/Marc实施传热分析 326

8.4.1 MSC.Patran/Marc提供的热传导单元 326

8.4.2常规传热分析的数据定义流程 327

8.5.1 问题描述 331

8.5实例：结构的稳态热传导分析 331

8.5.2分析过程 332

8.6实例：瞬态热传导分析 341

8.6.1问题描述 341

8.6.2分析过程 342

第9章热－结构耦合分析 357

9.1 综述 357

9.2场序热－结构耦合分析 358

9.2.1热应力分析 358

9.2.2热膨胀 363

9.3完全热－结构耦合分析 364

9.3.1边界条件的定义 365

9.3.2材料本构关系的定义 367

9.3.3耦合问题的求解方法 368

9.4.2分析过程 370

9.4实例：利用瞬态热传导分析结果进行热应力分析问题描述 370

9.4.1 问题描述 370

9.5 实例：铝压圈的热－机耦合分析 380

9.5.1问题描述 380

9.5.2分析过程 380

第10章动力学分析 405

10.1综述 405

10.2特征值问题 405

10.2.1数学列式 405

10.2.2求解特征值的数值技术 406

10.2.3刚体模态 408

10.3简谐分析 409

10.3.1复数算式 409

10.3.2采用MSC.Patran/Marc进行简谐分析 409

10.4.1减振器及粘性阻尼 410

10.4阻尼模型 410

10.4.2模态阻尼 413

10.4.3瑞利阻尼 413

10.4.4数值阻尼 414

10.5谱响应分析 415

10.5.1 基于谱密度的大地运动 415

10.5.2刚体基运动引起的结构激励 417

10.5.3利用MSC.Patran/Marc程序进行谱响应分析 420

10.6线性动力瞬态分析 421

10.6.1 线性动力学分析基础 421

10.6.2直接积分方法 422

10.6.3模态叠加法 424

10.6.4精度和稳定性 424

10.6.5时间步长的选择 424

10.7非线性瞬态分析 425

10.7.1 非线性方程的直接积分 426

10.7.2塑性的影响 427

10.7.3 几何非线性 427

10.7.4非线性加载和边界条件 427

10.7.5精度和稳定性 428

10.8 利用MSC.Patran/Marc进行瞬态分析 429

10.9实例：传输塔的频率响应分析 429

10.9.1 问题描述 429

10.9.2分析过程 429

10.10实例：悬臂盒形梁线性瞬态分析 445

10.10.1 问题描述 445

10.10.2分析过程 446

10.11 实例：传输塔的频谱响应分析 471

10.11.1 问题描述 471

10.11.2分析过程 473

主要参考文献 484