Marc/Mentatメモ

Marc/Mentatの操作方法等をメモしていく。

情報統括センターでの起動方法†

windowsを検索でmarcと入力すると出てくる。情報統括センターの一番大きい部屋にしかMarcは入っていないので注意

• バージョン2016.0.0(2018/4/27現在)

基本操作（バージョン2016.0.0）†

• 平行移動（左クリックしながら）
• 拡大・縮小（右クリックしながら）
• 回転（ホイール押しながら）

ブーリアン演算†

「形状とメッシュ」 -> 「形状とメッシュ」 -> オペレーション -> ソリッド

• 結合
• 取り去る
• 交差

円柱の作り方†

「形状とメッシュ」 -> 「形状とメッシュ」 -> ソリッドのプルダウンメニューから円筒を選択 -> 「追加」をクリック -> 下の「Command」に円柱底面の中心座標を入力 (0 0 0) -> 続けて反対側の面の中心座標を入力 (0 0 100) -> 最後に円柱の両端面の半径を入力 (8 8)

• この通り入力するとZ座標に100で半径8の円柱が完成する。

弾塑性†

• http://www.mscsoftware.com/training_videos/patran/Reverb_help/index.html#page/Marc/marc02_model.3.6.html

降伏後の傾き（完全弾塑性とかバイリニアとか）の設定（未解決）†

PLASTICITY PROPERTIESのYIELD CRITERIONはVON MISESとして、 METHODでPOWER LAWを選ぶと、COEFFICIENT AとBが入力できるようになるけど、 この辺に適当な数値を入れて、降伏後の傾きがどう変わるか調べてみて。 それでうまくいかなければ、この辺のオプションのキーワード POWER LAWとかPIECEWISE LINEARとかとmarc mentat elasto-plasticとかで検索してみて下さい。

座屈†

• いったんSTATICで解析した後にBUCKLEで再び解析するとできるみたい
• SHELL要素で座屈荷重が得られなかったがANALYSIS OPTIONSをいじったら手計算と同じ値が得られた。

倍率変更†

DEFORMATION SCALINGをMANUALにして自分で値を入力する

座屈モード†

• BUCKLE MODESを変更すれば良い。初期は2となっているが5を入力すると5次まで見ることができる。

梁で解く†

• 手計算と同じ値が得られた。

中身†

• GEOMTRIC
  • TYPE
    • PLANAR
    • STRAIGHT BEAM

• MATERIAL
  • GENERAL
    • いじらなくても同じ結果が得られた

• JOBS
  • INTIAL LOADS
    • 選択する。載荷方向を知るために必要かな。
  • ANALYSIS OPTIONS
    • LARGE STRAIN選択
    • BUCKLE INCREMENTSをONにする。
    • 両方ともいじらなくても同じ結果
    • PLANE STRAIN & PLANE STRESS & 2D のどれでもできた。

座屈荷重を見る†

• RESULTS画面のFac:○○○ ←これが手計算と一致
• その時のInc: 0:1 だった
• mentatもcalculix同様(*荷重)が座屈荷重かな

終了番号の説明を載せる†

13†

• 入力データにエラーがある。

2004†

• 剛体変位が発生している。
• または全体剛性マトリクスが非正定マトリクスになっている．
• 境界条件が正しいか確認する。

The determinant of the stiffness matrix becomes zero or negative when indicated node has been reached during the Gaussian elimination phase of the solution process. This means that the stiffness matrix is non-positive definite. If this happens at the start of the analysis, the condition is usually caused by the existence of rigid body modes. It may also be caused by incorrect material properties (e.g. Poisson's ratio greater than 0.5; note that such situations may arise through temperature dependence of properties). In nonlinear cases, the structure may have buckled or reached a plastic limit load. In rubber analysis, it may also be due to the strain state being in a region where the input data for the strain energy function is invalid. In contact analysis with friction, lack of normal forces may result in friction being absent. If desired, the program may be forced to continue by use of the parameter PRINT or the model or history definition option CONTROL. Either one of these procedures may be used for restart. Whenever a non-positive definite situation occurs one must exercise caution, as the resultant numerical solution may be infeasible.

3002†

• 収束公差内に収束しなかったときに出る。 Analysis has failed to converge to required　convergence　tolerances. One of　several error　conditions has been　detected and the run aborted. The output will specify　additional　messages.

3020†

• ユーザーの介入で止めたときに出るエラー。こちらから何か止めたりしなければ出ないと思う。

3300†

• 固有値抽出が最大許容反復回数内で収束できない。
• BUCKLEオプションで反復回数か収束判定許容差を大きくする。

3301†

• 質量か初期応力剛性がゼロになっている。
• 座屈解析では構造に荷重がすでに適用され、応力状態が存在していることを確認する。

3302†

• 解析においてランチョス法による固有値抽出の途中、非正定値マトリクスになった。
• 解析実行前に作用荷重を減らすか、BUCKLEを用いて逆べき乗法に切り替えてみる。

3009†

• タイムステップ数が小さいので続行できないときに出るエラー The time step size has become too small to continue the analysis due to too many time step cut-backs in the current increment. It is not possible to obtain convergence with the specified allowed maximum number of cut-backs.

9999†

Marc内部でエラーが起きた場合に出る．お問い合わせしてと言われる．そのジョブを消して再度構築すると計算できたりもするが…?

Mentatの画面が透明の時の対処方†

デスクトップのシステム-設定-外観-視覚効果で効果なしを選ぶと見えるようになる

各種折り紙構造のstlファイル(ハニカムはまだわかんない)†

• S6のinpファイルをつくる。
• ここのs6-s3.f90でS3へ。
• それからこちらにしたがってinpファイルの内容変更。
• inpファイルをscp(ホームにディレクトリ「2013」があるので、その中で更に自分のディレクトリをつくってその中に保存しよう)して、
  • ( $ssh -X hoge@hage.jp
  • ) みたいにして、Marcサーバーにログイン-->
  • ( $mentat2011
  • ) でMarc起動。
• 下段の「FILES」-->ウインドウ左の「IMPORT」-->「ABAQUS」-->ファイル選択-->左下の「RETURN」-->「EXPORT」-->「STL」-->ファイル名決定後、「OK」。
• できたstlをscpで持ってきて、FreeCADで開いて中身確認。

でもこのstlファイルはObjet Studioだｔ\( \frac{1}{1000} \)mmで読み込まれる気がする。まあObjet~上で相似形で大きくできるからいいといえばいいのかもしれないけど。

s6要素を要素数を4倍にしてs3要素に変換するプログラム†

• s6-s3.f90

kisoken@へのファイルを送る方法とlocalに持ってくる方法†

kisokenに送る†

• 送りたいファイルがあるディレクトリに入る
• scp 送りたいファイル名 kisoken@quartet.gipc.akita-u.ac.jp:ディレクトリ名
• パスワードを聞かれるので入力

kisokenから取ってくる†

• コピーしたいディレクトリに入る
• scp kisoken@quartet.gipc.akita-u.ac.jp:取ってきたいファイルやディレクトリのパス 保存したい名前

今までもダイヤカットのinpファイルの読み方†

(*SHELL SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=EL,OFFSET=0.)という部分を

(*SHELL SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=EL)に変更

(*ELEMENT, TYPE=S6, ELSET=Eall)の部分を

(*ELEMENT, TYPE=S3R, ELSET=Eall)に変更すると読み込める

OFFSETはCOMPOSITEなしでは対応していないようだ

• 上みたいに直しても読めないのもあった。細かいダイヤだと読めない？

読み込んでからの要素タイプの変更†

Main→Mesh generation → element type

mentatへのインポートの仕方†

FILES→IMPORT→ABAQUS等が選べる

インポートしてからの手順†

異方性材料を使ってる場合†

CalculiXのinpファイルをインポートできるか？†

• http://tech.groups.yahoo.com/group/marc-users/message/994j

inpファイルを読むときの注意†

• inpファイルの中にd-3とかがあるとよめないので下のように変える必要がある 206d3→206E+003

インポートできるものとできないの†

• inpファイルは読み込める
• s6,s8要素は対応していない Warning: Element Type S6 is not supported in this version
• S8R要素は読めるようだがcomposite optionがないとダメ Error: MARC doesn't support offset of shell section without composite option
• S3Rにすると読めるっぽい
• salomeのstlファイルも読み込める
• abaqus,acis,c-mold,dxf/dwg,i-deas,iges,marcinput,nastran,patran,stl,vdafsが読めるよう

モデルの読み込み†

IGES,STEPファイルなら可能？

直行異方性材料†

nu12, nu23, nu31がどのポアソン比に対応しているかが不明。

詳細については、 構造メモ に書いた。

直行異方性の行列の表記は色んな流儀があるが、ここではまずは、 以下のように書いてみる。

\( $\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}\\ -\frac{\nu_{yx}}{E_{y}}&\frac{1}{E_{y}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}\\ -\frac{\nu_{zx}}{E_{z}}&-\frac{\nu_{zy}}{E_{z}}&\frac{1}{E_{z}} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \)$

対称性が成り立つなら、以下も同じこと（こっちが主流かも）

\( $\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{E_{x}}&-\frac{\nu_{yx}}{E_{y}}&-\frac{\nu_{zx}}{E_{z}}\\ -\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&\frac{1}{E_{y}}&-\frac{\nu_{zy}}{E_{z}}\\ -\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}&\frac{1}{E_{z}} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \)$

• http://en.wikipedia.org/wiki/Orthotropic_material
• http://www.efunda.com/formulae/solid_mechanics/mat_mechanics/hooke_orthotropic.cfm

\( x \)軸方向に長い板を\( x \)軸方向に引っ張ってみる。 \( \sigma_{y}=\sigma_{z}=0 \)とみなせるので、これを上の2式に代入して整理すると、

\( $\nu_{yx}=-\frac{E_{y}\varepsilon_{y}}{E_{x}\varepsilon_{x}},\; \nu_{xy}=-\frac{\varepsilon_{y}}{\varepsilon_{x}} \)$ \( $\nu_{zx}=-\frac{E_{z}\varepsilon_{z}}{E_{x}\varepsilon_{x}},\; \nu_{xz}=-\frac{\varepsilon_{z}}{\varepsilon_{x}} \)$

同様に\( y \)軸方向に長い板を\( y \)軸方向に引っ張ってみる。 \( \sigma_{x}=\sigma_{z}=0 \)とみなせるので、これを上の2式に代入して整理すると、 \( $\nu_{zy}=-\frac{E_{z}\varepsilon_{z}}{E_{y}\varepsilon_{y}},\; \nu_{yz}=-\frac{\varepsilon_{z}}{\varepsilon_{y}} \)$

例題†

\( E_{x}=1 \)GPa, \( E_{y}=10 \)GPa, \( E_{z}=100 \)GPa, として、対称性を満たす \( \nu_{xy}=0.03, \nu_{xz}=0.003, \nu_{yz}=0.03 \), \( \nu_{yx}=\nu_{zx}=\nu_{zy}=0.3 \) のポアソン比の材料で \( x \)軸方向に長い板を直方体要素とかでモデル化して\( x \)軸方向に引っ張ってみる。 （ひずみを直接出力するオプションがあるのかどうか知らないが、なければ変位から算出した）縦ひずみと横ひずみを上記のポアソン比の定義式各種に代入して、 想定どおりのポアソン比が得られるかどうかをチェックする。

素直に nu12\( =\nu_{xy}= \)0.03, nu23\( =\nu_{yz}=0.003 \), nu31\( =\nu_{zx}=0.3 \) とした場合はどうか（たぶん、これでいいような気が）。 nu12,nu23,nu31の組み合わせを変えてみてチェック。

[確認] x=10 Y=1 Z=100の直方体要素をZ軸方向に引っ張る。 mentatにn12=0.016 n23=0.016 n31=0.4 Ex=0.28GPa Ey=0.28GPa Ez=7Gpa と入力し、 解析後のそれぞれの軸方向の変化量からポアソン比を手計算により求めたところ、 nzy=約0.4 nzx=約0.4　となった。直交異方性材料のポアソン比の関係から、 25n13=n31 n32=25n23 という関係が成り立つのでmentatに入力した値は正しいと言えるのではないか。なおn12とnxy or nyxについては不明。

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