高級(jí)非線性有限元軟件_Marc中文版使用手冊(cè)word版

1、高級(jí)非線性有限元軟件Marc中文版使用手冊(cè)目 錄第一章介紹MENTAT 與 MARC 程序的關(guān)系MENTAT 的文檔 MENTAT 的安裝目錄 MENTAT 程序的屏幕布局 MENTAT 與用戶的通訊 MENTAT 菜單光鈕的分類第二章網(wǎng)格生成與有限元分析相關(guān)的常用詞 與幾何實(shí)體相關(guān)的常用詞 網(wǎng)格生成方法 1（網(wǎng)格的直接定義） 格柵的顯示格柵尺寸的顯示 節(jié)點(diǎn)的生成 單元生成法 節(jié)點(diǎn)位置的修正 單元的刪除8節(jié)點(diǎn)的刪除全部網(wǎng)格刪除網(wǎng)格生成方法 2（由幾何實(shí)體轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格） 控制點(diǎn)的生成線的生成CUBIC SPLINE（三次樣條曲線）的生成 POLY LINE（多折線）的生成Bezier 曲線的生成

2、圓弧、圓的生成其它曲線 面的生成四邊形的生成Bezier 曲面的生成DRIVEN SURFACE（驅(qū)動(dòng)面）的生成 RULER SUREACE（直紋曲面）的生成 SPHERE（球面）的生成 CYLINDER（圓柱、圓錐）面的生成 SWEPT SURFACE（掃描面）的生成 NURB SURFACE（NURB 曲面）的生成實(shí)體的生成幾何實(shí)體與網(wǎng)格的轉(zhuǎn)換 操作示范 單元表的指定方法網(wǎng)格生成方法 3（從幾何實(shí)體自動(dòng)生成網(wǎng)格） 其它前處理功能ATTACH CHANGE CLASS CHECK CONVERT DUPLICATE EXPANDMOVE RELAX RENUMBER REVOLVE SOLI

3、DS STRETCHSUBDIVIDESWEEPSYMMETRY簡(jiǎn)例（例題 1）單元的直接定義（例題 2）幾何實(shí)體轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格（例題 3）OVERLAY 網(wǎng)格劃分（例題 4）ADVANCING FRONT 自動(dòng)網(wǎng)格劃分第三章 邊界條件的定義（BOUNDARY CONDITIONS）BOUNDRAY CONDITIONS 的子菜單MECHANICAL邊界條件名的定義 熱傳導(dǎo)邊界條件的定義 TRANSFORMS（局部坐標(biāo)系的定義）邊界條件定義舉例（應(yīng)力分析）第四章 初始條件的定義（INITIAL CONDITIONS）INITIAL CONDITIONS 的子菜單MECHANICAL（應(yīng)力分析）初始

4、條件的定義THERMAL （熱傳導(dǎo)分析）第五章 材料特性的定義材料特性名的定義 MENTAT 定義的材料特性 MECHANICAL MATERIALOTHER MATERIAL（其它材料類型）與材料特性相關(guān)的其它定義 材料常數(shù)的定義方法 材料特性定義舉例第六章選擇功能（SELECT） 第七章表格功能的使用（TABLE）第八章幾何特性的定義（GEOMETRIC PROPERTIES）3D 單元幾何特性的定義 軸對(duì)稱單元幾何特性的定義 平面單元幾何特性的定義 接觸/摩擦單元幾何特性的定義熱傳導(dǎo)單元的幾何特性定義幾何特性定義舉例（應(yīng)力分析）第九章接觸條件的定義（CONTACT）接觸體的生成 CONT

5、ACT BODIES CONTACT TABLE CONTACT AREAS第十章載荷工況的定義分析類型的選擇LOAD CASE 的定義熱傳導(dǎo)分析時(shí)載荷工況的定義第十一章 定義作業(yè)參數(shù)并提交運(yùn)行JOBS PROCESSOR LOAD CASES ANALYSIS DIMENSION ANALYSIS OPTIONS CREEP TIMEMODAL SOLUTION METHODDYNAMIC OPERATORDYNAMIC HARMONIC VISCOELASTICITY JOB RESULTS INITIAL LOADS JOB PARAMETERS CONTACT CONTROL SOIL

6、 CONTROLADAPTIVE MESHING CRITERIA ADDITIONAL PRINTELEMENT TYPE RUN JOBJOBS 操作舉例第十二章 后處理（RESULTS）FILE SCALARDEFORMED SHARP PLOT STYLEPATH PLOTHISTORY PLOT ANIMATE ISOLATE ELEMS第十三章 靜態(tài)菜單命令靜態(tài)菜單命令介紹FILES 菜單PLOT 菜單VIEW 菜單第十四章練習(xí)第十五章 MENTAT 的其它界面MENTAT 調(diào)用的外部程序 MARC Jobs 圖形輸出界面第一章介紹本章要點(diǎn) MENTAT 與 MARC 程序的關(guān)系

7、MENTAT 的文檔 MENTAT 的安裝目錄MENTAT 操作的基本知識(shí)MENTAT 是 MARC 公司有限元分析軟件的圖形界面，MARC 是求解 器。MENTAT 主要由四部分成：生成有限元網(wǎng)格，交互式輸入邊界 條件、材料參數(shù)、幾何參數(shù)、初始條件、接觸條件、定義載荷工 況等，進(jìn)行有限元數(shù)值分析和計(jì)算，顯示計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行后處理。 由于它易于操作、方便靈活、直觀快捷，使用戶有更多的時(shí)間去 關(guān)注問(wèn)題的本質(zhì)，而不會(huì)陷入繁瑣的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備之中。為便于初學(xué)者較快掌握 MENTAT 的使用方法，本手冊(cè)將介紹一 些常用菜單命令的使用方法，以及一些具體操作實(shí)例。MENTAT 與 MARC 程序的關(guān)系MENTAT

8、 與 MARC 程序的關(guān)系如下圖所示， MENTAT 可以自動(dòng)生 成 MARC 分析計(jì)算所需要的輸入文件 model.dat，用戶可以在 MENTAT 的圖形環(huán)境下運(yùn)行 MARC 程序，此時(shí) MARC 程序?qū)τ脩魜?lái)說(shuō)18model.mudmodel.mfdmodel.dat處于后臺(tái)，也可以利用 model.dat，采用“run_marc”命令運(yùn)行 MARC 程序。MENTAT 可以讀入 MARC 運(yùn)行產(chǎn)生的結(jié)果文件即后處理 文件 model.t19（格式化文件）或 model.t16（非格式化文件）進(jìn) 行數(shù)據(jù)結(jié)果的圖形顯示。當(dāng)然用戶可以采用其它方法生成 MARC 輸 入文件 model.dat

9、。model.t19 model.t16MENTATMARCmodel.out model.log model.t08圖 1.1MENTAT 與 MARC 關(guān)系示意圖MENTAT 提供的文檔包括COMMAND REFERENCE: 界面菜單說(shuō)明MENTAT3.2 - MARCK7.2：NEW FEATURES：介紹從 MNETAT2.3 以后的增新功能用法MENTAT3.2 Users Guide：介紹從 MENTAT 界面建立各類問(wèn)題分析模型，完成分析的操作實(shí)例MENTAT 的安裝目錄其中，MENTAT320/bin存放各個(gè)執(zhí)行文件 MENTAT320/materials存放材料庫(kù)數(shù)據(jù) ME

10、NTAT320/menus存放菜單文件MENTAT 程序的屏幕布局在用命令“mentat”啟動(dòng) MENTAT動(dòng)態(tài)菜單圖形區(qū)對(duì)話區(qū)狀態(tài)靜態(tài)菜單圖 1.2MENTAT 屏幕布局后，就進(jìn)入了 MENTAT 的用戶界面，其屏幕布局如圖 1.2 所示，可 以分為圖形區(qū)、動(dòng)態(tài)菜單區(qū)、靜態(tài)菜單區(qū)、對(duì)話區(qū)和狀態(tài)區(qū)。圖形區(qū)用于顯示數(shù)據(jù)庫(kù)的當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)開始運(yùn)行時(shí)，圖形 區(qū)是空的，表示數(shù)據(jù)庫(kù)是空的。動(dòng)態(tài)菜單區(qū)和靜態(tài)菜單區(qū)用于顯 示可選擇的菜單，其中動(dòng)態(tài)菜單區(qū)根據(jù)選擇的菜單將作變化，而 靜態(tài)菜單區(qū)始終保持不變，總是顯示隨時(shí)可選擇的菜單，對(duì)話區(qū) 是包括 5 行顯示區(qū)的可滾動(dòng)區(qū)域，程序的提問(wèn)、警告和反應(yīng)都將 在此區(qū)顯示，

11、用戶可以在區(qū)內(nèi)輸入數(shù)據(jù)和命令。狀態(tài)區(qū)是供顯示 程序的狀態(tài)，working 或 ready 反映當(dāng)前的程序處于運(yùn)算顯示新圖 形狀態(tài)還是等待狀態(tài)。MENTAT 與用戶的通訊MENTAT 通過(guò)對(duì)話區(qū)的提問(wèn)來(lái)要求用戶輸入數(shù)據(jù)或命令，根據(jù)提 問(wèn)結(jié)尾的標(biāo)點(diǎn)符號(hào)不同，共有 3 種不同的輸入類型：輸入數(shù)據(jù)> 輸入字符串，通常是一個(gè)命令、文件名或集名？輸入 YES 或 NO用戶可以通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤或二者合用來(lái)輸入數(shù)據(jù)、命令等、鼠 標(biāo)器用于菜單區(qū)進(jìn)行選擇菜單以及在圖形區(qū)檢取點(diǎn)、線、面、單元、節(jié)點(diǎn)等。值得注意的是，鼠標(biāo)鍵在菜單區(qū)和圖形區(qū)的功能是 不同的。以下我們用<ML>、<MR>、&l

12、t;MM>分別代表鼠標(biāo)的左鍵、右 鍵、中鍵，用<¯>表示用戶對(duì)鼠標(biāo)的移動(dòng)及定位。圖 1.3 表明了各鼠標(biāo)鍵在菜單區(qū)選擇菜單和在圖形區(qū)檢取的作用。 數(shù)字及一些字符數(shù)據(jù)必須用鍵盤輸入。輸入數(shù)字時(shí)，程序能對(duì)整型數(shù)和實(shí)型數(shù)進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。例如程序要求用戶輸入實(shí)型數(shù)，而用戶輸入整型數(shù)，程序能自動(dòng)加上小數(shù)點(diǎn)；反之，程序?qū)?shí)型 數(shù)轉(zhuǎn)換為整型數(shù)。實(shí)際使用 MENTAT 時(shí)常常需要檢取相鄰的一大批節(jié)點(diǎn)、單元等， 如果一個(gè)、一個(gè)地用<ML>檢取既繁瑣又易出錯(cuò)，此時(shí)可以鼠標(biāo)與 鍵盤并用一次就檢取完畢。具體有三種方法：方盒（box）檢取、 多邊形檢取、閉環(huán)檢取。命令選擇鍵<

13、ML>在線幫助鍵<MM>返回鍵<MR>在菜單區(qū)用<MM>鍵 撤消最后選擇 的點(diǎn)用<MR>鍵 結(jié)束選擇用<ML>鍵 選擇點(diǎn)在圖形區(qū)圖 1.3鼠標(biāo)鍵的功能方盒檢取，如圖 1.4 所示，要檢取最左邊的四個(gè)節(jié)點(diǎn)，先將鼠標(biāo)移至 1 處，按下<ML>，移動(dòng)鼠標(biāo)至 2 處，松開<ML>，檢取即告 結(jié)束。21圖 1.4方盒（box）檢取多邊形檢取，如圖 1.5 所示，將鼠標(biāo)移至合適位置，按下鍵盤Crtl上的鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)在多邊形每個(gè)角點(diǎn)處，按下<ML>，然后松開，直至形成多邊形，檢取即告結(jié)束。Crtl閉環(huán)檢取，

14、如圖 1.6 所示，將鼠標(biāo)移至合適位置，按下鍵盤上 的鍵，按下<ML>，然后松開，移動(dòng)鼠標(biāo)直至閉環(huán)形成，檢取即告結(jié)束。圖 1.5 多邊形檢取圖 1.6閉環(huán)檢取菜單光鈕的分類在菜單面板上有許多平坦和凸起的四邊形，對(duì)于凸起的四邊形 可用<ML>選擇，而對(duì)平坦的四邊形進(jìn)行<ML>、<MM>操作均不作反 應(yīng)，對(duì)于凸起的四邊形我們稱為光鈕，共有 5 種不同的光鈕：子菜單光鈕，代表子菜單的入口，在光鈕右邊有“>”符號(hào)。 循環(huán)光鈕，用于三種或三種以上交替變化參數(shù)的選擇，在 光鈕的右邊有“Ñ”符號(hào)。 觸發(fā)光鈕，用于二種交替變化參數(shù)的選擇，在光鈕的

15、右邊 有“O”符號(hào)。 表式光鈕，代表參數(shù)光鈕與平坦四邊形之間的綜合，顯示 與光鈕表示的參數(shù)相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字或字符數(shù)字值， 選取此類光鈕后，通常需要用戶通過(guò)鍵盤輸入數(shù)據(jù)，并將 所輸入的數(shù)據(jù)顯示在四邊形域內(nèi)。 單一參數(shù)光鈕組，與循環(huán)光鈕類似，但多種選擇作為一組 光鈕組同時(shí)顯示于菜單上，一次只能選擇一個(gè)，在光鈕的 右邊有“三”符號(hào)。第二章 網(wǎng)格生成本章要點(diǎn) 三種基本網(wǎng)格生成方法 程序的網(wǎng)格加工功能及使用方法具體網(wǎng)格生成實(shí)例 本章主要介紹網(wǎng)格生成的基本功能及使用方法。先介紹 MENTAT 生成網(wǎng)格的三種基本方法：節(jié)點(diǎn)與單元的直接定義，或先定義結(jié)構(gòu)的幾何實(shí)體，再轉(zhuǎn)換 為單元和節(jié)點(diǎn)，以及對(duì)任意幾何面、

16、體自動(dòng)生成單元的網(wǎng)格劃分。然后介紹 MENTAT 對(duì)已有網(wǎng)格進(jìn)行加工、處理的功能及使用方法，最后通過(guò)具體實(shí)例介 紹使用戶更好地掌握 MENTAT 網(wǎng)格生成部分的菜單、命令使用方法。與有限元分析相關(guān)的常用詞ELEMENT（單元）由多個(gè)節(jié)點(diǎn)定義的用于分析的最基本區(qū)域。NODE（節(jié)點(diǎn)）用于定義單元的點(diǎn)，具體位置由坐標(biāo)值確定。 與幾何實(shí)體相關(guān)的常用詞POINT（點(diǎn)）描述曲線、曲面的控制點(diǎn)。CURVE（曲線）線段、圓弧、樣條等曲線的統(tǒng)稱。SURFACE（面）四邊形面、球面、圓柱面等曲面的統(tǒng)稱。22網(wǎng)格生成方法 1（網(wǎng)格直接定義）網(wǎng)格生成主要是生成節(jié)點(diǎn)和單元，節(jié)點(diǎn)的位置由節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)決定，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo) 可以由鍵盤

17、輸入，也可在屏幕上檢取格柵點(diǎn)輸入。鍵盤輸入方法簡(jiǎn)單，但使用 起來(lái)卻不方便，檢取格柵點(diǎn)的方法更為人所常用，下面介紹一下格柵的使用方 法。格柵的顯示格柵的顯示分二步，首先必須檢取格柵顯示光鈕，而且設(shè)置合適的格柵參 數(shù)如間隔、大小等。格柵的定義光鈕在 MESH GENERATION 菜單的中部。用 戶在 MAIN 菜單中檢取 MESH GENERATION，在 MESH GENERATION 菜單的中部的 COORDINATE SYSTEM 條目下有綠色的 SET、RECTANGULAR、 GRID 光鈕，如下圖所示。MESH GENERATIONNODESADDREMEDITSHOWELEMSAD

18、DREMEDITSHOWPTSADDREMEDITSHOWCRVSADDREMEDITSHOWSRFSADDREMEDITSHOWSOLIDSADDREMSHOWBETWEEN NODEBETWEEN POINTSELEMENT CLASSQUAD(4)CURVE TYPELINESURFACE TYPEQUADSOLID TYPEBLOCKCOORDINATE SYSTEMSETÞRECTANGULARÑGRIDCLEAR MESHCLEAR GEOMATTACHAUTOMESHCHANGE CLASSCHECKCONVERTDUPLICATEEXPANDMOVERELA

19、XRENUMBERREVOLVESHELL EXPANDSOLIDSSTRETCHSUBDIVIDESWEEPSYMMETRY檢取 GRID，使之變?yōu)榧t色，就變?yōu)榱斯鈻棚@示狀態(tài)，在圖形區(qū)將顯示出一 個(gè)田字型的格柵，隱含格柵大小為 ± 1，點(diǎn)之間間隔為 0.1，如下圖所示。27格柵尺寸的修改橙色的條目 TYPE 下邊為坐標(biāo)系的選擇，GRIDON0.1SPACING0.1SIZING11TYPERECTANGULARCYLINDRICALSPHERICALORIGIN0SET XYZSET XY0SET Z0ALIGNRESETTRANSLATEROTATE當(dāng)格柵尺寸需要修改時(shí)，檢取 C

20、OORDINATE SYSTEM 下的 SET 光鈕，出 現(xiàn)下圖所示菜單。格柵大小用 SIZE 命令修改，縱、橫二個(gè)方向分別指定，橫 方向的值先輸入；間隔由 SPACING 指定，縱、橫二個(gè)方向分別指定。SIZE 對(duì) SPACING 比值不能太大。激活柵格，可以定義局部坐標(biāo)系，U、V 為局部坐標(biāo)系的主軸。重新設(shè)置局部 坐標(biāo)系的原點(diǎn)和主軸方向時(shí)，可用 SET XYZ，ALIGN，ROTATE 等選項(xiàng)。節(jié)點(diǎn)的生成在 MESH ENERATION 菜單下方，有橙色的條目 NODE，其右邊依次為綠 色的 ADD、REM、EDIT、SHOW 光鈕，分別表示生成、刪除、修改、確認(rèn)節(jié) 點(diǎn)，選取 NODEAD

21、D 后將<­>移至格柵中心，按鼠標(biāo)器左鍵，則在該點(diǎn)周圍 有一紅色“ ”表示已將該點(diǎn)生成為節(jié)點(diǎn)，注意此時(shí)只有格柵點(diǎn)才能被檢取生成為節(jié)點(diǎn)，同理依次將格柵點(diǎn)（1，0，0）（1，1，0）（0，1，0）生成為節(jié)點(diǎn)， 如下圖所示。生成的節(jié)點(diǎn)單元的生成法單元生成法 1單元的直接生成有二種方法，一種為節(jié)點(diǎn)已經(jīng)存在的場(chǎng)合，另外一種為 已經(jīng)存在格柵節(jié)點(diǎn)。當(dāng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)存在時(shí)，選取 ELEMSADD，用鼠標(biāo)器按逆 時(shí)針的順序檢取節(jié)點(diǎn)，將<­>移至節(jié)點(diǎn)附近，按<ML>，該節(jié)點(diǎn)變?yōu)辄S色，按<MM>可以取消最近一次檢取。將已生成的四個(gè)節(jié)點(diǎn)按逆時(shí)針依次檢取后，

22、即 生成了下圖所示的單元。生成的 QUAD（4）單元單元幾何類型的定義在綠色 ELEMENT CLASS 光鈕右邊有綠色的“QUAD（4）”表示當(dāng)前 MENTAT 作成的單元幾何形狀類型為 QUAD（4）（四節(jié)點(diǎn)四邊形單元）。 如果要生成由二節(jié)點(diǎn)組成的直線形單元，則先檢取 ELEMENT CLASS，進(jìn) 入下圖所示的子菜單，檢取 LINE（2）并返回到 MESH GENERATION 菜 單，檢取 ELEMSADD，然后檢取節(jié)點(diǎn)即可生成 LINE（2）型單元。CHANGE CLASSCLASSESLINE (2)LINE (3)TRIA (3)TRIA (6)QUAD (4)QUAD (6)Q

23、UAD (8)QUAD (9)TETRA (4)TETRA (10)PENTA (6)PENTA (15)HEX (8)HEX (12)HEX (20)HEX (27)SPECIAL MODEELEMENTS菜單中的 UNDO 可將最近的。此時(shí)如再次按 UNDO 即 用 CLEAR MESH 則將所有直接檢取節(jié)點(diǎn)，被檢取作為命令操作的取消 在單元生成的過(guò)程中，用靜態(tài)操作取消，恢復(fù)到該操作前的狀態(tài)恢復(fù)到上個(gè) UNDO 操作前的狀態(tài)。 單元、節(jié)點(diǎn)刪除。單元生成法 2檢取 ELEMSADD，在格柵點(diǎn)上節(jié)點(diǎn)的格柵點(diǎn)周有“”，單元自動(dòng)由檢取的格柵點(diǎn)組成。對(duì)于QUAD（4）型的單元，連續(xù)四個(gè)節(jié)點(diǎn)被檢取，自

24、動(dòng)形成一個(gè)單元。節(jié)點(diǎn)位置的修改先檢取 NODEEDIT，選取要修改的節(jié)點(diǎn)，此時(shí)該節(jié)點(diǎn)呈黃 色，移動(dòng)<­>到該節(jié)點(diǎn)新位置所在的格柵點(diǎn)附近，按<ML>。節(jié)點(diǎn) 移動(dòng)后，單元形狀也發(fā)生了變化，下圖表示了節(jié)點(diǎn) 4（左上角節(jié)點(diǎn)） 位置修改前后的節(jié)點(diǎn)位置和單元形狀。28修改以前的節(jié)點(diǎn)位置修改后的節(jié)點(diǎn)位置單元的刪除檢取 ELEMSREM，將<­>移至要?jiǎng)h除的中心“´”處，按<ML>，該單元的“´”呈黃色，表示預(yù)備刪除，最后將<­>移至 圖形區(qū)，按<MR>確認(rèn)。也可用動(dòng)態(tài)菜單區(qū)下方有 END

25、 LIST 確認(rèn)。節(jié)點(diǎn)的刪除檢取 NODEREM，將<­>移至要?jiǎng)h除節(jié)點(diǎn)附近，按<ML>， 該節(jié)點(diǎn)即呈黃色，表示預(yù)備刪除，最后將<­>移至圖形區(qū)，按<MR> 確認(rèn)，即消除了該節(jié)點(diǎn)。另外也可用動(dòng)態(tài)菜單區(qū)下方的 END LIST 進(jìn)行確認(rèn)。全部網(wǎng)格刪除可用菜單中部的 CLEAR MESH 的命令將數(shù)據(jù)庫(kù)中的單元、節(jié) 點(diǎn)全部刪除，如錯(cuò)誤使用了該命令，可用 UNDO 恢復(fù)刪除的單元、 節(jié)點(diǎn)。216網(wǎng)格生成方法 2（幾何實(shí)體轉(zhuǎn)化為網(wǎng)格）控制點(diǎn)的生成在格柵上生成幾何實(shí)體控制點(diǎn)PTSADD <ML>將<­>

26、移至合適的光柵點(diǎn)，按<ML>將其檢取為控制點(diǎn)。線的生成直線的生成CRVSADD <ML>檢取生成二個(gè)點(diǎn)，即生成一條直線，在 CURVE TYPE 指定線 的類型，隱含為 LINE。也可以在 CRVSADD <ML>命令之后， 直接在格柵上檢取構(gòu)成直線的點(diǎn)（如同單元生成時(shí)節(jié)點(diǎn)的指定方 法相類似）。由二個(gè)控制點(diǎn)連線生成的直線MENTAT 可以支持以下線類型：LINE（直線）CUBIC SPLINE（三次樣條曲線） POLY LINE（多折線） BEZIER（Bezier 曲線）NURB （Non Uniform Rational B-spline 非等分 B 樣

27、條曲線）INTERPOLATE（插值曲線） COMPOSITE（復(fù)合曲線）FILLET（倒圓線） ARC（圓?。?CIRCLE（圓）用戶根據(jù)具體結(jié)構(gòu)可選擇適當(dāng)?shù)木€的類型。對(duì)于圓弧及圓，可 以以最方便的方式進(jìn)行定義，其中圓弧有 5 種方法：（1） 輸入中心點(diǎn)坐標(biāo)、半徑、起點(diǎn)角度、終點(diǎn)角度；（2） 輸入中心點(diǎn)坐標(biāo)、起點(diǎn)坐標(biāo)、終點(diǎn)坐標(biāo)；（3） 輸入中心點(diǎn)坐標(biāo)、起點(diǎn)坐標(biāo)、圓弧角度；（4） 輸入圓周上三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)；（5） 圓弧終點(diǎn)的正切半徑、圓弧角度。 圓有以下二種定義方法：（1） 輸入圓心坐標(biāo)及半徑；（2） 輸入圓的坐標(biāo)以及圓周上 1 點(diǎn)的坐標(biāo)。CUBIC SPLINE（三次樣條曲線）的生成 三次樣條

28、曲線是很重要的曲線類型，它以多條三次樣條曲線逼近用戶指定點(diǎn)，各條曲線之間光滑連接。采用 CUBIC SPLINE 產(chǎn)生曲線，必須先指定二個(gè)以上的控制點(diǎn)，控制點(diǎn)的指定與直線生成時(shí)一樣。三次樣條曲線的生成與與直線的區(qū)別 在于三次樣條曲線指定的點(diǎn)可以很多，而直線只需二點(diǎn)，因此 用戶要告訴程序有多少個(gè)點(diǎn)，即指定結(jié)束后將<­>移至圖形區(qū)， 用<MR>確認(rèn)，表示控制點(diǎn)指定結(jié)束。POLY LINE（多折線）的生成 多折線與三次樣條曲線同樣要指定二個(gè)以上的控制點(diǎn)才能生成（控制點(diǎn)的指定方法與三次樣條曲線生成相同）。Bezier 曲線的生成生成 Bezier 曲線必須指定必要的控

29、制點(diǎn)，控制點(diǎn)的指定與 三次樣條曲線及多折線的方法相同。下圖為生成的 Bezier 曲 線。圓弧、圓的生成 下圖為圓弧及圓生成例子。有關(guān)的幾何實(shí)體的輸入方法由前述選擇的定義方法相關(guān)。其它曲線下面介紹一下其它曲線的必要輸入數(shù)據(jù)NURB 曲線NURB 曲線點(diǎn)數(shù)；曲線的階次；NURB 點(diǎn)的數(shù)據(jù)； 節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)（Homogeneous coordinates）； 節(jié)點(diǎn)矢量（Knot Vector）。COMPOSITE（復(fù)合曲線）構(gòu)成復(fù)合曲線的一系列曲線。FILLET（倒角）倒角的兩條直線倒角半徑面的生成與曲線同樣，面也可以轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格，面可以有多種類型，隱含 為由四條直邊構(gòu)成的面，在 MESH GENERA

30、TION 菜單中檢取光 鈕 SURFACE TYPE 可以有相應(yīng)的子菜單，進(jìn)行面類型的選取。QUAD（四邊形面） BEZIER（Bezier 曲面） DRIVEN（驅(qū)動(dòng)曲面） NURB（NURB 曲面） RULER（直紋曲面） SPHERE（球面） CYLINDER（圓柱面、圓錐面） SWEPT（掃描面） COONS（高斯面）INTERPOLATE（插值面） SKIN（蒙皮面）下面將詳細(xì)介紹各種面及生成方法 四邊形面的生成四邊形面是隱含的類型，其定義方法最簡(jiǎn)單，只要輸入四 個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)值。Bezier 曲面的生成Bezier 曲面的定義必須輸入 U、V 二個(gè)方向上的控制點(diǎn)個(gè) 數(shù)及控制點(diǎn)列。2

31、17DRIVEN SURFACE（驅(qū)動(dòng)面）的生成 驅(qū)動(dòng)面的定義必須指定被驅(qū)動(dòng)的曲線（DRIVEN）及驅(qū)動(dòng)曲線（DRIVE）。RULER SURFACE（直紋曲面）的生成 直紋曲面為在二條曲線之間生成的曲面，因此必須指定二條曲線。230SPHERE（球）面的生成 球面的生成必須輸入球心坐標(biāo)以及半徑的長(zhǎng)度，半徑的長(zhǎng)度由鍵盤輸入。CYLINDER （圓柱、圓錐）面的生成 圓柱、圓錐面的生成必須輸入二端圓心坐標(biāo)及半徑，半徑值須由鍵盤輸入。SWEPT SURFACE（掃描面）的生成 掃描面的生成必須輸入二條曲線，即掃描線（SWEPT）及軌線（SWEEPING）。NURB SURFACE（NURB 曲面）

32、的生成NURB 曲面的生成是 MENTAT 能夠生成曲面中最為復(fù)雜 的，需要輸入以下數(shù)據(jù)：u 方向、v 方向的 NURB 點(diǎn)數(shù)；u 方向、v 方向曲線的階次； NURB 的點(diǎn)列；節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)；節(jié)點(diǎn)矢量。實(shí)體的生成請(qǐng)參見 MENTAT 命令參考手冊(cè)。幾何實(shí)體與網(wǎng)格的轉(zhuǎn)換幾何實(shí)體的生成定義方法在前面已作介紹，現(xiàn)要介紹將它們轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格的 CONVERT 工具。在此僅涉及 convert 處理功能中的幾 何實(shí)體轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格部分，其余部分將在后面再作詳細(xì)介紹。在 MESH GENERATION 菜單中檢取 CONVERT 光鈕，進(jìn)入下 圖所示的子菜單：DIRECTION1010BIAS FACTOR00CU

33、RVES TO POLYLINESSURFACES TO POLYQUADSPOINTS TO NODESCURVES TO ELEMENTSSURFACES TO ELEMENTSEDGES TO CURVESFACES TO SURFACESEDGES TO ELEMENTSFACES TO ELEMENTSCONVERTGEOMETRY/GEOMETRYGEOMETRY/MESHGEOMETRY/MESHMESH/MESHDIVISIONS用于定義在第一、二方向上的單元的劃分?jǐn)?shù)目。GEOMETRY/MESH幾何實(shí)體轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格PONITS TO NODES將控制幾何點(diǎn)轉(zhuǎn)換為單元節(jié)點(diǎn)。 CU

34、RVES TO ELEMENTS將曲線轉(zhuǎn)換為線狀單元。 SURFACES TO ELEMENTS將曲面轉(zhuǎn)換為板狀單元。操作順序如下：轉(zhuǎn)換類型光鈕；M<ML>轉(zhuǎn)換幾何實(shí)體的選擇；M<Ml>選擇的確認(rèn)。M<ML> 轉(zhuǎn)換完成后，幾何實(shí)體仍然存在。操作示范給出一些網(wǎng)格生成的具體操作過(guò)程，命令的輸入通過(guò)鼠標(biāo) 器來(lái)進(jìn)行。鼠標(biāo)器的左、中、右三個(gè)鍵分別用<ML>、<MM>、<MR>表示，如前面加 G 即表示圖形區(qū)操作，前面加 M 表示在菜 單區(qū)操作。（例題 1） 用直接法生成單元，先通過(guò)檢取格柵點(diǎn)生成 4 個(gè)節(jié) 點(diǎn)，后由 4 個(gè)節(jié)點(diǎn)組成一

35、個(gè)單元。注意先進(jìn)入 MESH GENERATION 菜單中。GRID M<ML> （®ON）GRID M<ML>(®ON）使菜單上NODEADD M<ML>GRID 變紅，表示要顯示格柵ND1(0.0，0.0，0.0) G<ML> ND2(1.0，0.0，0.0) G<ML> ND3(1.0，1.0，0.0) G<ML> ND4(0.0，1.0，0.0) G<ML>ND1(0.0，0.0，0.0)G<ML>表示用鼠標(biāo)在(0.0，0.0，0.0)位置檢取格柵點(diǎn)為節(jié)點(diǎn) ND1（節(jié)點(diǎn)

36、1）ELEMSADD M<ML>ND1ND2G<ML>G<ML>ND1 G<ML>將<­>移至 ND1（生成的節(jié)點(diǎn) 1）處檢取，選擇 ND1 為單元第 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)。ND3G<ML>ND4 G<ML> (®ELEMENT1)檢取了 ND4ND4G<ML> (®ELEMENT1)后 ELEMENT1（單元 1）即已生成，圖形區(qū) 會(huì)顯示出生成的單元。（例題 2）將例題 1 生成的單元?jiǎng)h除，重新生成單元ELEMSREM M<ML>ELEMENT1 G<ML&g

37、t; ELEMS-ADDM<ML> ND1 G<ML>ND2 G<ML>ND4 G<ML>G<MM> ND3 G<ML>ND4 G<ML> (®ELEMENT1)利用已存在的節(jié)點(diǎn)生成單元，注意如僅刪 去單元，節(jié)點(diǎn)依然存在，要?jiǎng)h去節(jié)點(diǎn)，必 須先刪去單元，然后再刪去節(jié)點(diǎn)。用 G<MM>可取消候補(bǔ)節(jié)點(diǎn)的指定。（例題 3）將前面生成的節(jié)點(diǎn)、單元?jiǎng)h除，重新生成單元CLEAR MESH M<ML> UNDOM<ML> UNDOM<ML> ELEMS-ADD M<

38、;ML>ND1(0.0，0.0，0.0)G<ML>CLEAR MESH 將數(shù)據(jù)庫(kù)中的節(jié)點(diǎn)、單元等 全部刪除。用 UNDO 命令可以將前一個(gè)命 令執(zhí)行結(jié)果消除，恢復(fù)到前一個(gè)命令執(zhí)行 前的狀態(tài)。ND2(1.0，0.0，0.0) G<ML> ND3(1.0，1.0，0.0) G<ML> ND4(0.0，1.0，0.0) G<ML> (®ELEMENT1)（例題 4）將節(jié)點(diǎn)、單元全刪除，在格柵上生成幾何實(shí)體控制點(diǎn)CLEAR MESHM<ML> PTS-ADD M<ML>PT1(-1.0，-1.0，0.0) G<

39、;ML>PT2(0.0，0.0，0.0) G<ML>PT1(-1.0，-1.0，0.0) G<ML>為將<­>移至(-1.0，-1.0，0.0) 格柵點(diǎn)附近，檢取該點(diǎn)為 控制點(diǎn) PT1。PT3(1.0，1.0，0.0) G<ML>（例題 5）利用例題 4 生成的控制點(diǎn)生成直線CRVSADD M<ML>PT1 G<ML>PT2 G<ML>(®CRV1) PT2 G<ML>PT3 G<ML>(®CRV2)（例題 6）刪除例題 5 生成的直線，并利用例題 4

40、 生成的三個(gè)控制 點(diǎn)生成一條多折線CRVSREM M<ML>CVR1 G<ML>先將前面生成的曲線刪除CVR2 G<ML> CURVETYPE M<ML>POLYLINE M<ML> M<MR>CURVE TYPE 更改CRVS-ADD M<ML> PT1 G<ML>PT2 G<ML>PT3 G<ML> (®CRV1)檢取了最后一個(gè)控制點(diǎn)后用 G<MR>確認(rèn)， 也可以在靜態(tài)圖形區(qū)檢取光鈕 END LIST， 二者作用相同。（例題 7）作一個(gè)圓 CLEAR

41、 GEOM M<ML> CURVE TYPOE M<ML>CIRCLE-CENTER-POINT M<ML> M<ML>CRVS-ADDM<ML> PT1(0.0，0.0，0.0)G<ML> PT2(1.0，0.0，0.0)G<ML>（®CIRCLE）上圖的圓看上去是一個(gè)八邊形，而不是一個(gè)圓，這是由于隱含 的曲線顯示只用較少段直線逼近，下面對(duì)靜態(tài)區(qū)的 plot 光鈕，將 曲線顯示改為用更多段直線來(lái)逼近的顯示方式。PLOT M<ML> MORE M<ML> DIVISIONS M

42、<ML> HIGHM<ML>REGENERATEM<ML>此時(shí)，生成的圓如下圖。單元表的指定方法選擇功能要有單元表、節(jié)點(diǎn)表的輸入。在網(wǎng)格生成（MESH GENERATION）部分已介紹可用鼠標(biāo)來(lái)選擇，或用鍵盤輸入單元 號(hào)、節(jié)點(diǎn)號(hào)。對(duì)于大量的選擇可用第一章里介紹的方盒（BOX）、 多邊形、閉環(huán)選擇等來(lái)進(jìn)行。其它的選擇功能如下圖所示。SELECTVISIBLEOUTLINEEXIST.UNSEL.INVIS.SURFACEALL：ALLEXIST數(shù)據(jù)庫(kù)所有的單元。SELECT現(xiàn)在選擇的單元（參見選擇功能）。UNSEL現(xiàn)在沒(méi)選擇的單元。 VISIBLE現(xiàn)在顯示出來(lái)

43、的單元。 INVISI現(xiàn)在沒(méi)有顯示出來(lái)的單元。 OUTLINE數(shù)據(jù)庫(kù)中模型輪廓上的節(jié)點(diǎn)。SURFACE數(shù)據(jù)庫(kù)中模型表面上的面（FACE）。GRID SURFACEGRID OUTLINE網(wǎng)格生成方法 3（從幾何實(shí)體自動(dòng)生成網(wǎng)格）AUTO MESH此按鈕引出基于幾何面和體的通用自動(dòng)網(wǎng)格生成菜單。下級(jí)的 菜單用于處理建立網(wǎng)格的命令。這些命令分為兩組。預(yù)備命令修 改幾何體（ REPAIR GEOMETRY ）和劃分曲線（ CURVE DIVISIONS），為網(wǎng)格劃分做準(zhǔn)備。二維平面分網(wǎng)（2D PLANAR MESHING），曲面分網(wǎng)（SURFACE MESHING）和實(shí)體分網(wǎng)（SOLID MESHI

44、NG）命令用于生成各類有限單元網(wǎng)格。REPAIR GEOMETRYCURVE DIVISIONS2D PLANAR MESHINGSURFACE MESHINGSOLID MESHINGAUTOMESHPRELIMINARYCHOOSE對(duì)于從 MENTAT 的 CAD 接口輸入的幾何數(shù)據(jù)，或用 MENTAT 自己的 ACIS 實(shí)體造型生成的實(shí)體或曲面幾何，自動(dòng)劃分網(wǎng)格前 通常需要進(jìn)行幾何清理和修復(fù)。原因在于在 CAD 系統(tǒng)中幾何造型 時(shí)，難免作些局部修改，由此可能產(chǎn)生很小的幾何元素。CAD 系統(tǒng)在處理相交或倒角時(shí)容易產(chǎn)生過(guò)小的幾何元素，稱之為碎片。 采用自動(dòng)劃分單元時(shí)，會(huì)在這些過(guò)小的幾何元素附

45、近產(chǎn)生不必要 的過(guò)高密度單元。此外，幾何模型中可能存在的重復(fù)點(diǎn)、線、面 或者不封閉的表面和不匹配的曲線等瑕疵。利用 MENTAT 提供的 幾何修復(fù)工具，可以清除這些不必要的數(shù)據(jù)，修復(fù)不完整的曲面 和曲線，保證網(wǎng)格自動(dòng)劃分的正常進(jìn)行，生成高質(zhì)量的網(wǎng)格。MENTAT 的幾何修復(fù)工具可以：合并幾何點(diǎn)；將裁剪面上不 齊全的裁剪邊界線補(bǔ)齊；刪除不隸屬于任何裁剪面的自由曲線； 刪除過(guò)短的曲線；合并過(guò)短曲線；消除曲線間的小間隙；在曲線 尖點(diǎn)處打斷曲線保證邊界網(wǎng)格具有足夠的幾何精度；在相交面的 交線處保證網(wǎng)格匹配的斷線措施。TRIM CURVESREMOVE FREE CURVESCLEAN 2D CURVE

46、 LOOPSCLEAN SURFACE LOOPS其中幾何修復(fù)工具由 REPAIRE GEOMETRY 選項(xiàng)激活。產(chǎn)生 如下菜單：MIN TOLERANCE0.0001SURF PARAM TOL0.001MAX TOLERANCE5BREAK CURVESSPLIT CURVESCHECK CURVESCHECK SURFACES0.0001TOLERANCE面網(wǎng)格可分成平面網(wǎng)格和曲面網(wǎng)格兩類。平面網(wǎng)格需在由封 閉曲線描述的平面單連通或多連通域內(nèi)生成。曲面網(wǎng)格需在由封 閉曲面裁剪線表示的曲面域內(nèi)生成。當(dāng)確信了平面或裁剪曲面的完整性后，可以設(shè)置所需的網(wǎng)格 密度。通過(guò)指定代表平面或曲面邊界的曲線

47、種子點(diǎn)數(shù)，來(lái)控制網(wǎng) 格密度。邊界上生成的種子點(diǎn)即為在邊界上的單元節(jié)點(diǎn)。MENTAT 提供三種定義種子點(diǎn)的方法：給定分割分?jǐn)?shù)；給定平均長(zhǎng)度；給 定曲率。用戶可以統(tǒng)一給出所有邊界的種子點(diǎn)數(shù)，也可逐個(gè)定義 各條邊界的分割數(shù)，用戶還可以定義分割份數(shù)的奇偶性，MENTAT 會(huì)檢查每條邊界并作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整使其滿足用戶 的要求。CURVE DIVISIONS# DIVISIONSTYPEFIXED # DIVISIONS5FIXED AVG LENGTH231AVG LENGTH0.1CURVATURE DEPENDENTMIN LENGTH0.1MAX LENGTH0.1TOLERANCE(REL)0.1R

48、ESTRICTIONNONEFORCE EVEN DIVFORCE ODD DIVAPPLY RESTRICTION TOLOOPSAPPLY CURVE DIVISIONSTOOLSCHECK SURFACESCHECK CURVESMATCH CURVE DIVISIONSCLEAR CURVE DIVISIONS生成平面或曲面網(wǎng)格的幾種方法包括： ADVANCING FRONT，DELAUNAY 和 OVERLAY。二維網(wǎng)格劃分進(jìn)入下面的菜單：AUTOMESH 2D PLANAR QUADRILATERALS（ADV FRNT） QUADRILATERALS（OVERLAY）QUADRI

49、LATERALS（OVERLAY）DIVISIONS1023200TRIANGLES（DELAUNAY）TRI MESH!TRIANGLES（ADV FRNT）TRI MESH!QUAD/TRI MIXED（ADV FRNT）QUAD/TRI MESH!TOOLSCHECK MESHCLEAR MESH10BIAS FACTORSQUAD MESH!MAX QUADDISTORTION0.9三維曲面網(wǎng)格劃分進(jìn)入下面菜單：AUTOMESH SURFACESQUADRILATERALS（ADV FRNT） SURFACE QUAD MESH!QUADRILATERALS（OVERLAY）DIVIS

50、IONS1010BIAS FACTORS00SURFACE QUAD MESH!TRIANGLES（DELAUNAY） SURFACE TRI MESH!233TRIANGLES（ADV FRNT）SURFACE TRI MESH!0.9SURFACE QUAD/TRI MESH!CHECK MESHCLEAR MESHQUAD/TRI MIXED（ADV FRNT）MAX QUAD DISTORTIONTOOLS實(shí)體網(wǎng)格劃分 將代表實(shí)體邊界的實(shí)體表面生成封閉三角形單元或四面形單元后，進(jìn)入 AUTO MESH 的 SOLIDS 后，可選擇不同分網(wǎng)器生成實(shí)體網(wǎng)格。234四面體網(wǎng)格的劃分方法是將描

51、述實(shí)體的外表面離散成封閉的 三角形單元，選擇 TET MESH 可生成內(nèi)部的四面體單元。六面體網(wǎng)格的劃分方法是首先在描述實(shí)體幾何的封閉表面上 用三角形或四邊形單元離散，在用戶定義了所需六面體單元的平 均長(zhǎng)度和其它相關(guān)參數(shù)后，選擇 HEXMESH，程序自動(dòng)計(jì)算出六 面體網(wǎng)格。其它前處理功能244下面介紹在 MESH GENERATION 菜單中一些網(wǎng)格（包括 單元、節(jié)點(diǎn)等）加工、處理功能，如 ATTACH（附著）、MOVE（移 動(dòng)）、RENUMBER（重排）等等。ATTACH用于建立單元元素與相應(yīng)的幾何元素間的從屬關(guān)系。MENTAT 的 ATTACH 可處理：將單元節(jié)點(diǎn)附著在幾何點(diǎn)、線、面或兩個(gè)

52、曲 面交線上；將線單元附著在曲線上或面單元附著在曲面上。DIRECTEDCLOSEST001ONDISTANCE0.1TOLERANCE0.001POINTCURVESURFACEINTERSECTCURVESURFACENODESELEMENTSCURVESURFACEINTERSECTATTACHMODEDIRECTIONLIMITATTACH NODESATTACH ELEMENTSDETACHMOVE POINTSATTACHNODES使節(jié)點(diǎn)與幾何實(shí)體附著，須指定幾何實(shí)體及要附著的節(jié)點(diǎn)?？?以指定的幾何實(shí)體為 POINT 、 CURVE 、 SURFACE 、 INTERSECT。IN

53、TERSECT 為二個(gè)曲面的交線。ATTACHELEMENTS使單元與幾何實(shí)體附著。所指定單元上的節(jié)點(diǎn)全附著在幾何實(shí) 體上，可指定的幾何實(shí)體有 SURFACE、CURVE。DETACH取消節(jié)點(diǎn)與幾何實(shí)體的相互關(guān)系。例如用 CONVERT 功能將 SURFACE 生成了網(wǎng)格后，網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與 SURFACE 存在附著關(guān) 系。如要?jiǎng)h除 SURFACE，必須先執(zhí)行 DETACH。MOVE POINTS將控制點(diǎn)（ POINT ）移到幾何曲線（ CURVE ）或曲面 （SURFACE）上。但這些控制點(diǎn)并沒(méi)有附著到這些曲線或曲 面上，如果曲線或曲面發(fā)生了變化這些控制點(diǎn)不會(huì)自動(dòng)跟著 變。MODECLOSEST 使節(jié)點(diǎn)附著到曲線上離它最近的點(diǎn) 1，DERECTED則按指定的方向移動(dòng)附著到曲線上。LIMIT如果切換到 ON 狀態(tài)則限制只有在由 DISTANCE 定義的距離 之內(nèi)的節(jié)點(diǎn)才能附