marc中文基本手册-第三章边界条件的定义(BOUNDRAYCONDITIONS)

3－1第三章边界条件的定义（BOUNDRAYCONDITIONS）本章要点各类分析的边界条件边界条件的内容边界条件的施加在MAIN菜单中检取BOUNDRAYCONDITION后，就可进行边界条件定义。边界条件定义包括边界条件内容及边界条件施加二部分。例如要定义3节点上的X方向位移为零这一边界条件，就可在MENTAT上设边界条件名称为“fix_x”，定义边界条件内容为X方向位移为零，最后，将这一边界条件施加于节点3上。常用的边界条件及施加的有限元元素有位移约束节点编号载荷条件单元编号指定温度面编号热流边编号热传导3－2BOUNDRAYCONDITIONS的子菜单在MAIN菜单中检取BOUNDRAYCONDITION后，可以见到由各种不同分析名组成的子菜单，用户可根据实际分析类型选择定义边界条件，不同类型的分析所需的边界条件不同，下面简单介绍一下各种分析所需的边界条件。BOUNDARYCONDITIONSBOUNDARYCONDITIONTYPESMECHANIALTHERMALJOULEACOUSTICBEARINGELECTROSTATICMAGNETMAGNETOSTATICELECTROMAGNETICIDBOUNDARYCONDSMECHANICAL应力分析的边界条件定义。THERMAL热传导分析边界条件的定义。JOULE耦合热－电分析边界条件的定义。ACOUSTIC声场分析边界条件的定义。3－3BEARING轴承润滑分析边界条件的定义。ELECTROSTATIC静电场分析边界条件的定义。MAGNETOSTATIC静磁场分析边界条件的定义。IDBOUNDRAYCONDS将定义的所有边界条件以不同颜色区分显示出来。MECHANICAL上面已提到在BOUNDRAYCONDITIONS菜单中检取MECHANICAL后，将对应于应力分析边界条件的定义，下面将对这部分进行详细的介绍。MENTAT定义的边界条件以其边界条件名来进行管理，一个边界条件名对应一种边界条件，不允许有重名。在LOADCASE中将根据边界条件名来选择分析时到底采用所定义的哪些边界条件。边界条件名的定义边界条件名的定义方法与以后要介绍的初始条件名、材料特性名等的定义方法是一致的。MECHANICALBC’SPREVNEXTNEWNAMEREMEDIT3－4PREV显示前一个边界条件。NEXT显示下一个边界条件。NEW登录新的边界条件。NAME改变当前边界条件名。REM把当前边界条件删除。EDIT选取一个边界条件名进行编辑，并使之成为当前边界条件。应力分析的边界条件有以下图示的几种。MECHANICALBC’SPREVNEXTNEWNAMEREMEDITBOUNDARYCONDITIONTYPEFIXEDDISPLACEMENTFIXEDACCELERATIONPOINTLOADEDGELOADFACELOADGLOBALLOADGRAVITYLOADCENTRIFUGALLOADFLUIDDRAGMORETABLESTRANSFORMSNODES03－5ADDREMEDGES0ADDREMFACES0ADDREMELEMENTS0ADDREMPOINTS0ADDREMCURVES0ADDREMSURFACES0ADDREMFIXEDDISPLACEMENT定义位移边界条件，将施加在节点上，与MARC输入文件中的FIXEDDISP选项相对应。FIXEDACCELERATION动力分析时加速度边界条件的定义，将施加在节点上，与MARC输入文件的FIXEDACCE选项相对应。POINTLOAD定义点载荷，将施加在节点上，与MARC输入文件中的POINTLOADS选项相对应。FACELOAD壳单元、三维实体单元面力的定义，将施加在单元面上。与MARC输入文件中的DISTLOAD选项相对应。GLOBALLOAD单元在整体坐标系X、Y、Z方向上单位体积力分布的定义。GRAVITYLOAD重力的定义。CENTRIFUGALLOAD离心力的定义，包括定义旋转速度，旋转轴，将施加在单元上。与MARC输入文件中的DISTLOADS及ROTATIONA选项相对应。3－6FLUIDDRAG定义流体的阻力和浮力。EDGEFOUNDATION对平面单元、壳单元定义弹性地基的弹性刚度，施加在边上，与MARC输入文件中的FOUNDATION选项相对应。FACEFOUNDATION对壳单元、三维实体单元定义面（FACE）上的弹性地基，与MARC输入文件中的FOUNDATION选项相对应。STATEVARIABLES定义状态变量，将施加在单元上。NODALTEMPERATURE应力分析时节点温度的定义，与MARC输入文件中POINTTEMP选项相对应。热传导边界条件的定义下面再说明一下热传导分析常用的边界条件。在BOUNDRYCONDITION菜单中检取THERMAL就可见下图所示的菜单。热传导分析边界条件名的设置等均与应力分析时相同，不再重复。THERMALBC’SPREVNEXTNEWNAMEREMEDITBOUNDARYCONDITIONTYPEFIXEDTEMPERATUREPOINTFLUXEDGEFLUXFACEFLUXVOLUMEFLUX3－7EDGEFILMFACEFILMPLASTICHEATGENERATIONFIXEDVELOCITYTABLESNODES0ADDREMEDGES0ADDREMFACES0ADDREMELEMENTS0ADDREMPOINTS0ADDREMCURVES0ADDREMSURFACES0ADDREMFIXEDTEMPERTURE指定温度边界条件的定义，将施加在节点上。与MARC输入文件中的FIXEDTEMPERATURE选项相对应。POINTFLUX节点集中热流的定义，施加在节点上，与MARC输入文件中的POINTFLUX选项相对应。EDGEFLUX平面单元、壳单元边分布热流的定义，将施加在边上。与MARC输入文件中的DISTFLUX选项相对应。FACEFLUX壳单元、三维实体单元面（FACE）分布热流的定义，将施加在单元面（FACE）上，与MARC输入文件中的DISTFLUX选项相对应。3－8VOLUMEFLUX在三维实体单元单位体积热流的定义，将施加在单元上，与MARC输入文件中的DISTFLUX选项相对应。EDGEFILM平面单元、壳单元边对流边界条件的定义，将施加在边上，与MARC输入文件中的FILMS选项相对应。FACEFILM壳单元、三维实体单元面（FACE）对流边界条件的定义，将施加在单元面（FACE）上，与MARC输入文件中的FILMS选项相对应。PLASTICHEATGENERATION在耦合分析中，定塑性应变能转换为热能的比率，与MARC输入文件中的CONVERT选项相对应。FIXEDVELOCITY是当考虑固体质量迁移所产生的对流时，需定义的速度场。必须采用JOBS中的相应选项来激活这种对流传热效应。TRANSFORMS（局部坐标系的定义）在应力分析的边界条件定义菜单中有一个用于节点边界条件及其它参数坐标系转换的菜单TRANSFORMS，其子菜单如下图所示。3－9TRANSFORMATIONSPREVNEXTNEWNAMEREMEDITALIGNCYLINDRICALROTATENODES0ADDREMUNTRANSFORMREMOVEUNUSEDRESETTRANSFORMS通常用于将节点载荷和指定位移从整体坐标系转换到局部坐标系下，以便于在局部坐标系下边界条件的定义。例如下图所示的放置在斜面上的滑块，沿法线方向的位移为零，在整体坐标系中不便施加，但如果将滑移方向定义为局部坐标系的1轴，其法线方向为局部坐标系的2轴，则在局部坐标系下施加第2自由度约束即可。TRANSFORMS边界条件同样通过不同的坐标变换名来管理。由坐标变换名、坐标变换方法以及施加的节点三部分组成。坐标变换名的管理方法与边界条件名的管理方法相同。ALIGN通过输入原点，局部坐标系X轴上的一点以及局部坐标系Y轴方向上的一点共三点来定义坐标变换。3－10CYLINDRICAL输入二个点来定义圆柱坐标系的轴。ROTATE输入X轴、Y轴、Z轴的旋转角度（degree）来定义坐标转换。用ALIGN或ROTATE定义坐标转换方法后需采用NODES－ADD/REM菜单来指定和取消进行坐标转换的节点；用CYLINDRICAL定义坐标转换方法后直接检取要进行坐标转换的节点。边界条件定义举例（应力分析）下面通过对已由MENTAT生成网格的平面结构施加对称位移边界条件及载荷边界条件来举例说明边界条件定义的一些菜单的使用方法。输入操作命令FILESMMLOPENMMLmesh1CRFILLMMLMAINMML3－11BOUNDRYCONDITIONSMMLMECHANICALMMLNEWMMLNAMEMMLfix_xCRFIXEDDISPLACEMENTMMLON(XDISPLACE)MMLOKMMLNODES-ADDMMLND5，ND30，ND29，ND28，ND6GML3－12对称条件（1）NEWMMLNAMEMMLfix_yCRFIXEDDISPLACEMENTMMLON(YDISPLACE)MMLOKMMLNODES-ADDMML1,10,15,20,2GML3－13对称条件NEWMMLNAMEMMLed_loadCREDGELOADMMLPRESSUREMML-1CROKMMLEDGE-ADDMML（节点63中各单元边）RETURNMMLIDAPPLYSMMLFILLMML3－14SAVEMML压力边界条件