1．Pre-State功能介紹

? ? ? ?在多工步、多工況分析過(guò)程中，后面的分析往往需要用到先前分析的結(jié)果作為初始條件，例如變形后的構(gòu)型或者殘余應(yīng)力等，Pre-State就是一項(xiàng)提供分析結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的功能。利用Pre-State，用戶可以在當(dāng)前分析中直接調(diào)用先前分析的結(jié)果文件，從而方便的實(shí)現(xiàn)軸對(duì)稱分析模型向3D模型、2D平面應(yīng)變模型向3D模型的結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞。當(dāng)然，一般的同種類型分析的結(jié)果數(shù)據(jù)傳遞也是可以實(shí)現(xiàn)的。如果是接觸分析，并且存在兩個(gè)以上的變形接觸體，Pre-State允許用戶指定哪些變形接觸體的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行傳遞。

使用Pre-State功能，應(yīng)明確下面幾個(gè)問(wèn)題：

? ? ? ?—???正確傳遞相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，對(duì)于金屬大應(yīng)變塑性分析，先前分析的結(jié)果文件至少應(yīng)當(dāng)包含應(yīng)力（Stress）和等效塑性應(yīng)變（Equivalent Plastic Strain），并在后續(xù)分析中，通過(guò)Pre-State的定義選擇這些結(jié)果，否則，不完整的數(shù)據(jù)傳遞將導(dǎo)致后續(xù)分析的錯(cuò)誤。

? ? ? ?—???前后分析所用單元的對(duì)應(yīng)。并非所有單元都可以使用Pre-State功能。下面列出了目前支持Pre-State功能的單元類型。

軸對(duì)稱→3D：10→7，20→7，82→84，83→84，28→21，67→21，33→35，66→35，55→57，59→61，48→23，142→23，144→146，145→146；

2D平面應(yīng)變→3D：11→7，19→7，27→21，29→21，80→84，81→84，32→35，34→35；

2D→2D或3D→3D：7，157，10，11，19，20。

Pre-State分析的基本過(guò)程如下：

1）掃描某一結(jié)果文件的某個(gè)增量步結(jié)果；

2）收集指定接觸體單元和節(jié)點(diǎn)的編號(hào)；

3）根據(jù)單元和節(jié)點(diǎn)的編號(hào)，收集相應(yīng)結(jié)果值；

4）將收集的結(jié)果值直接復(fù)制或者按照二維到三維的擴(kuò)展規(guī)則作為初始條件復(fù)制到新模型中。

Pre-State分析的具體操作步驟為：

1）運(yùn)行第一工步分析；

2）打開(kāi)結(jié)果文件；

3）從前一步分析的結(jié)果文件中抽取結(jié)果文件并擴(kuò)展(如果需要可以將二維擴(kuò)展到三維模型)到三維網(wǎng)格；邊界條件也可以同時(shí)擴(kuò)展；

4）基于抽取或擴(kuò)展的新網(wǎng)格建立第二個(gè)工部的分析模型；

5）在定義初始條件的菜單中定義pre-state初始條件；

6）運(yùn)行新模型。

2．Model Section功能介紹

? ? ? ?在Marc2013版推出了一個(gè)比Pre-State?更靈活的新功能。雖然PRE STATE是一個(gè)非常好的的功能，但它是通過(guò)結(jié)果文件來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，這會(huì)帶來(lái)一些不便。它不僅要求所有需要的數(shù)據(jù)均要存在結(jié)果文件中（這有時(shí)是不可能的并會(huì)導(dǎo)致很大的數(shù)據(jù)文件），另外在前一個(gè)分析沒(méi)有結(jié)束之前也不能準(zhǔn)備出后一個(gè)完整的分析模型。采用Model Section?來(lái)傳遞各個(gè)分析階段的數(shù)據(jù)就沒(méi)有這些限制。在Marc手冊(cè)C卷的?CREATE SEC?選項(xiàng)列出了支持的選項(xiàng)。Model Section可用于結(jié)構(gòu)、熱以及熱機(jī)耦合分析之中。

? ? ? ?一個(gè)?Model Section代表一個(gè)自我包容的有限元模型，即包括節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、單元節(jié)點(diǎn)編號(hào)、材料模型和結(jié)果數(shù)據(jù)如應(yīng)力、應(yīng)變、位移、溫度等。當(dāng)采用在多工步仿真采用了Model Section，可以將前一個(gè)工步分析得到的Model Section包括在當(dāng)前的工步中，即使不知道模型中有多少個(gè)單元或采用了何種材料本構(gòu)模型。

Model Section?的使用方法大致如下：

??采用CREATE SEC?選項(xiàng)來(lái)定義model section。每個(gè)Model Section存在一個(gè)文件中，在每個(gè)分析成功結(jié)束時(shí)產(chǎn)生。?可以是不加任何載荷的分析（只有增量步0），或具有不同增量步的。?在任何條件下，分析結(jié)束時(shí)的情況會(huì)存在Model Section?中。

??采用IMPORT SEC?選項(xiàng)可以將前面定義的Model Section包含進(jìn)來(lái)。如前所述，所有信息，包括材料本構(gòu)模型和使用的單元，以及完整的求解狀態(tài)都在Model Section中。?當(dāng)定義接觸體，可以直接將一個(gè)Model Section為一個(gè)變形體。另外，邊界條件如重力和塑性功熱生成可以直接施加到Model Section?中。?輸入的Model Section?可以重新定位，這對(duì)采用不同前面工步采用的剛體模型是比較方便。

??如果當(dāng)前分析的工步會(huì)接著下一個(gè)仿真工步，可以用?EXPORT SEC?選項(xiàng)來(lái)輸出Model Section。在輸出過(guò)程中，可以改變維數(shù)，例如將軸對(duì)稱或平面應(yīng)變的Model Section?為全3D模型。

對(duì)于軸對(duì)稱到3D的轉(zhuǎn)化，支持以下單元類型：

10—> 7????20—>?7

28—>?21???67—>?21

33—>?35???66—>?35

55—>?57???59—>?61

82—>?84???83—>?84

對(duì)于平面應(yīng)變擴(kuò)展到3D實(shí)體單元，支持以下單元類型：

11—>?7????27—> 21

32—> 35???80—>?84

? ? ? ?對(duì)于每個(gè)Model Section只能用一個(gè)材料模型，不允許用不同的單元的類型如實(shí)體和殼體單元。對(duì)于多種材料和單元類型的問(wèn)題應(yīng)該采用多個(gè)Model Section，這些Model Section必須用Marc分析分別產(chǎn)生。

3．Model Section應(yīng)用案例

? ? ? ?下面以Marc2013用戶指南手冊(cè)E?卷8.61內(nèi)容為例加以說(shuō)明。該例子原來(lái)是用于演示PRE SRTATE功能的，橡膠承套內(nèi)、外環(huán)均與鋼管（剛體）粘接，第一階段外鋼管(剛體)沿軸向移動(dòng)2毫米，內(nèi)環(huán)不動(dòng)；第二階段外鋼管沿Y向向下移動(dòng)1毫米，內(nèi)環(huán)不動(dòng)。第一階段可以用軸對(duì)稱單元來(lái)分析，第二階段必須用3D單元來(lái)分析。鑒于以前有些教程中已有PRE-STATE應(yīng)用案例，此處僅介紹Model Section的應(yīng)用部分。

采用Model Section功能分析時(shí)，分三個(gè)模型，下面進(jìn)行分別介紹。

? ? ? ?第一個(gè)運(yùn)行模型文件e8x61c.dat或e8x61c.mud產(chǎn)生軸對(duì)稱的Model Section。該模型文件只有單元、節(jié)點(diǎn)以及材料數(shù)據(jù)，不加任何載荷與約束，在作業(yè)參數(shù)中定義輸出Model Section，如圖1所示。

? ? ? ?第二個(gè)運(yùn)行模型文件e8x61d.dat或e8x61d.mud輸入第一個(gè)模型輸出的Model Section，如圖2所示。此模型要定義接觸體、接觸屬性、接觸表、工況、輸出結(jié)果等，另外在作業(yè)參數(shù)中定義輸出新的Model Section，如圖3所示。注意在定義變形體時(shí)直接采用Model Section定義。

模型二分析得到的X向位移結(jié)果以及等效應(yīng)力結(jié)果如圖4、5所示。

第三個(gè)模型e8x61e.dat或e8x61e.mud讀入3D的Model Section如圖6所示，注意此時(shí)的Model Section一定要設(shè)定正確。其它的前處理工作做如定義接觸體、接觸屬性、接觸表、工況、輸出結(jié)果等與模型二類似。?同樣定義接觸體時(shí)可以采用Model Section而不需用單元定義。

?

模型三輸入和分析得到的等效應(yīng)力云圖如圖７、８所示。

?

附錄文件：

e8x61c.dat、e8x61c.mud?、e8x61d.dat、e8x61d.mud、?e8x61e.dat和e8x61e.mud。

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