本書主要介紹MSC公司的Marc/Mentat 在線性、非線性有限元分析領域的應用和操作方法，特別針對Marc/Mentat 2015及近年來新增的一些功能進行詳細介紹。

本書針對一些典型案例結合Marc的最新功能和操作界面進行介紹，方便用戶更快、更好地了解Marc新功能并應用于實際設計工作中。

本書大部分案例來自于實際工程項目，不僅包含了具體操作步驟的講解，還配以圖片說明方便用戶即學即用。本書可以作為航空航天、汽車、軍工、電子、土木工程、造船、水利、石油、制造和建筑等行業工程技術人員應用MSC Marc軟件進行仿真分析的教程和指導用書。

所附光盤包含書中所有實例的模型文件、結果文件以及帶講解的操作過程的動畫文件，便于讀者學習。

再版前言

Marc作為世界上第一個商用非線性有限元分析軟件，誕生于20世紀70年代初。經過四十多年的發展，Marc已經廣泛的應用于航空、航天、汽車、造船、機械制造、能源、電子、土木工程、鐵路運輸、水利等各個行業。成為世界上很多知名企業必備的分析工具。

從2011年開始，MSC公司每年都會推出1～2個Marc的新版本。近年來，Marc不僅在功能上有重大的改進。在界面風格上也持續不斷的完善。Marc Mentat 2015在保持友好的全新界面風格的同時，還具備了功能強大的模型瀏覽器功能，使初學者能夠很快地熟悉和靈活使用新界面的諸多便利功能。為滿足用戶的使用需求，新的界面風格還增加了中文操作界面，中文和英文界面之間的切換只需簡單修改一個語言參數即可。在與各商用CAD軟件的接口設置上，Marc Mentat 2015進一步增強了CAD實體的導入和特征識別功能，極大地方便了用戶進行各種復雜幾何類型的模型導入、特征編輯等。另外在網格劃分功能上引入了新的實體網格自動劃分方法，使得用戶在更短的時間內建立網格質量更高的模型。為使廣大新老用戶更好地了解Marc的新功能、掌握和使用Marc，MSC公司投入了大量的人力搜集和整理近年來Marc的一些新功能以及在各行業的應用，最終再版了這本新的、有特色的、能夠系統介紹Marc Mentat使用方法的簡明實用的文獻資料。

本書介紹了Marc Mentat軟件在各個領域的基本理論和使用方法。全書共分9章：根據有限元分析的基本流程，介紹了Marc的基本概念和分析流程，以及從網格劃分、材料定義、邊界條件以及分析參數設置，到結果后處理，以通俗易懂的語言和簡明的實例介紹了使用Marc進行有限元線性、非線性分析的基本流程和使用方法。

 第1章Marc Mentat簡介，介紹Marc的發展歷史、主要功能、安裝方法、幫助文檔等，使讀者對軟件有一個初步的認識，另外針對近年來Marc Mentat新增功能亮點進行簡單的介紹；

 第2章為Marc Mentat圖形用戶界面和操作，介紹了Marc Mentat的全新界面風格、模型瀏覽器的使用以及中文界面的啟動，對Marc Mentat的一些主要菜單和常用命令進行了全面的介紹；

 第3章為Marc Mentat幾何建模與網格生成，詳細介紹了CAD模型的導入功能、CAD導入過程中以及導入到Mentat后的特征識別和特征刪除與修改、實體網格自動劃分等，結合球軸承實際結構進行實體模型導入、特征識別、特征修改、實體自動分網等操作方法和流程的詳細說明；

 第4章為Marc Mentat材料非線性分析，介紹各類常用的金屬和非金屬材料非線性問題的分析方法和過程，使讀者對Marc中常用的材料模型的定義和使用有比較深入的了解，并就近年來新增的材料模型進行了重點介紹；

 第5章為接觸分析，介紹接觸問題分析方法和過程，針對復雜模型的接觸設定工作量大、易出錯等問題重點介紹了新增的接觸關系設置方法，幫助用戶更高效地完成接觸體、接觸表等的定義，針對工程實際經常遇到的套管和管內梁接觸分析以及常見的金屬結構拉延分析進行了實例講解；

 第6章為Marc Mentat結果輸出，介紹Marc的結果輸出類型、含義等，使讀者掌握如何定義所需的結果變量、理解各類結果的含義，最后介紹近年來Marc在后處理方面的一些新的功能亮點；

 第7章為Marc Mentat網格自適應與重劃分，介紹網格自適應和重劃分的使用方法，使讀者在需要時能夠體會Marc中頗具特色的網格自適應和網格重劃分的功能，通過實例詳細介紹了新增的局部網格尺寸控制的幾種方法；

 第8章為斷裂力學問題的Marc解決方案，介紹斷裂力學問題在Marc中的模擬方法，通過實例介紹復合材料失效分析、脫層分析、界面單元的建模方法和參數設置，以及裂紋擴展的仿真計算流程，結合實例介紹了初始裂紋創建、裂紋擴展以及高周疲勞裂紋擴展的建模和分析方法；

 第9章為Marc-Adams聯合仿真，介紹了包含非線性問題的系統級結構分析模型采用Marc-Adams聯合仿真的基本原理、工作流程和方法，并結合實例詳細說明了Marc-Adams進行聯合仿真時的模型設置方法、注意事項以及結果查看等內容。

讀者可根據自己的需要對本書的內容進行有選擇的閱讀。要充分掌握軟件，還需要進行大量的上機操作。本書配有光盤，對書中的所有的例子都配有整個操作過程的動畫。讀者可以邊操作邊看動畫。

由于編者水平有限，書中缺點和謬誤難免，敬請讀者批評指正，也歡迎用戶和讀者通過電子郵件方式與編者共同探討一些具體的軟件使用問題。編者的電子郵箱分別為：dandan.sun@mscsoftware.com、huohong.chen@mscsoftware.com。

編者

再版前言
第1章 Marc/Mentat簡介 1
1.1 MSC公司與Marc 1
1.2 Marc程序結構框架 3
1.2.1 Mentat與Marc的關系 3
1.2.2 Marc一般分析流程 4
1.3 Marc新增功能的亮點 6
1.3.1 Mentat 2015及其近年來的新功能 7
1.3.2 Marc 2015及其近年來的新功能 17
1.4 Marc 2015的幫助文檔 34
1.5 Marc 2015安裝 36
第2章 Marc Mentat 2015圖形用戶界面和
操作 42
2.1 概述 42
2.2 啟動圖形用戶界面（Mentat GUI） 42
2.3 Mentat 2015圖形交互界面的布局和組成 44
2.3.1 新界面風格與經典界面的異同 44
2.3.2 中文界面介紹 45
2.3.3 Mentat 2015常用功能圖標介紹 46
2.3.4 Mentat 2015主菜單介紹 47
2.3.5 模型瀏覽器介紹 47
2.4 File下拉菜單 52
2.5 Select下拉菜單 54
2.5.1 Selection Control——選取控制 54
2.5.2 Set Control——集合控制 58
2.6 View下拉菜單 59
2.7 Tools下拉菜單 60
2.7.1 Procedures 60
2.7.2 Python 61
2.7.3 .Net Modules 61
2.7.4 Parameters 62
2.7.5 Aliases 62
2.7.6 Annotations 62
2.7.7 Generalized XY Plot 62
2.7.8 Animation 63
2.7.9 Rendering 63
2.7.10 Edit File 64
2.7.11 List Directory 64
2.7.12 System Command 64
2.7.13 System Shell 64
2.7.14 Distance 64
2.7.15 Angle 64
2.7.16 Calculations 64
2.7.17 Calculate 65
2.7.18 Sample Element 65
2.7.19 Program Settings 65
2.7.20 Menu Font 65
2.7.21 Window/ Popup Settings 65
2.8 Window下拉菜單 65
2.9 Help下拉菜單 67
2.10 輔助功能圖標 68
2.11 Mentat的常用快捷方式 69
第3章 Marc Mentat幾何建模與網格生成 70
3.1 概述 70
3.1.1 與有限元分析相關的常用詞 70
3.1.2 與幾何實體相關的常用詞 70
3.2 幾何模型導入 71
3.2.1 MentatCAD接口功能的歷史回顧 71
3.2.2 Mentat最新CAD接口功能
——General CAD as Solids 72
3.2.3 CAD模型的特征識別和特征編輯 78
3.3 Mentat中幾何建模和生成網格 81
3.3.1 格柵的使用 82
3.3.2 Geometry（幾何要素的生成和編輯） 83
3.3.3 Mesh（生成網格） 86
3.3.4 模型長度單位設置 88
3.4 Pre-Automesh：自動分網預處理 90
3.4.1 Check/Repair Geometry：幾何
檢查/修復 90
3.4.2 Curve Divisions（設置種子點） 93
3.4.3 Solid Mesh Seed：實體網格種子點 95
3.5 Automesh：自動分網 96
3.5.1 Curves：曲線分網 96
3.5.2 Planar：平面實體分網 97
3.5.3 Surface曲面網格劃分 99
3.5.4 Volumes：全新實體網格劃分 100
3.5.5 二維加強筋（Rebar）單元 107
3.5.6 Tools 107
3.6 轉換法生成網格 109
3.7 Operations：幾何和網格處理 110
3.7.1 Attach：關聯/附著 110
3.7.2 Change Class：單元幾何拓撲種類
更改 111
3.7.3 Check：單元檢查 112
3.7.4 Convert：轉換 112
3.7.5 Defeature：特征刪除 112
3.7.6 Duplicate：復制 112
3.7.7 Expand：擴展 112
3.7.8 Intersect：相交 113
3.7.9 Move：移動 113
3.7.10 Relax：松弛 114
3.7.11 Revolve：旋轉 114
3.7.12 Solids：實體的操作 115
3.7.13 Stretch 115
3.7.14 Subdivide：網格加密 115
3.7.15 Sweep：清理 116
3.7.16 Symmetry：對稱 116
3.8 網格自動劃分例題 116
3.8.1 一維網格自動劃分例題 117
3.8.2 二維網格自動劃分例題 121
3.8.3 幾何實體自動分網 123
第4章 材料非線性分析 131
4.1 綜述 131
4.2 彈塑性分析 132
4.2.1 概述 132
4.2.2 利用Marc/Mentat進行彈塑性分析 132
4.2.3 例題：帶孔壁架的彈塑性分析 133
4.2.4 Marc新增各向異性塑性材料模型
介紹 134
4.3 橡膠材料特性的分析 137
4.3.1 概述 137
4.3.2 Marc中的超彈性材料本構模型 138
4.3.3 用Marc程序進行彈性體材料分析 141
4.3.4 例題：彈性橡膠拱的力與位移響應
分析 141
4.3.5 Marc中新增超彈性材料模型 142
4.3.6 包含Payne效應的分析例題 156
4.3.7 材料試驗曲線擬合概述 168
4.3.8 采用Marc 進行試驗曲線擬合 169
4.3.9 例題：橡膠材料的試驗曲線擬合 172
第5章 接觸分析 180
5.1 綜述 180
5.1.1 接觸問題的數學描述方法和數值
計算方法 180
5.1.2 Marc軟件進行接觸探測及分析的
方法 181
5.1.3 Marc軟件接觸算法基本流程 184
5.2 接觸體的定義和運動描述 186
5.2.1 變形體的定義
——Meshed（Deformable） 186
5.2.2 剛體的定義——Geometric/Geometric（With Nodes） 190
5.2.3 允許傳熱分析的剛體的定義——Meshed（Rigid） 191
5.2.4 剛體運動控制——Body Control 191
5.2.5 接觸體定義技巧 194
5.3 模擬摩擦 195
5.3.1 滑動庫侖摩擦模型 195
5.3.2 剪切摩擦 197
5.3.3 粘－滑摩擦模型 197
5.3.4 雙線性摩擦模型 198
5.3.5 各向異性摩擦定義 199
5.3.6 其他摩擦模型 200
5.4 接觸關系——Contact Interactions 200
5.4.1 粘接接觸參數設置 203
5.4.2 接觸參數設置 205
5.5 接觸表——Contact Tables 209
5.5.1 接觸表的定義 210
5.5.2 Detection Method——接觸檢查順序 214
5.5.3 接觸表參數設置 215
5.5.4 接觸區域——Contact Area 221
5.6 套管接觸或管內梁接觸 222
5.7 板料成形拉延筋拉延阻力的有限元預測 227
第6章 Marc/Mentat結果輸出 240
6.1 概述 240
6.2 Job Results計算結果 240
6.2.1 Job Results菜單 240
6.2.2 后處理文件（.t16/.t19）的打開 253
6.3 Model Plot 254
6.3.1 Deformed Shape——變形形狀 254
6.3.2 Scalar Plot——標量顯示 256
6.3.3 其他的顯示 256
6.4 Path Plot——路徑上的結果顯示 257
6.5 History Plot——變量歷程圖 257
6.6 有限元結果類型 258
6.6.1 應力（Stress，代碼11-16/311） 258
6.6.2 柯西應力（Cauchy Stress，代碼41-46/341） 259
6.6.3 特定坐標系應力（Stress in Preferred System，代碼111-116/391） 259
6.6.4 整體應力（Global Stress，代
碼411） 259
6.6.5 缺省應力（Default Stress） 259
6.6.6 Tresca等效應力（Tresca Intensity） 259
6.6.7 法向應力（Normal Stress） 259
6.6.8 剪應力（Shear Stress） 259
6.6.9 平均法向強度（Mean Normal
Intensity） 260
6.6.10 等效應力/等效von Mises應力
（代碼17） 260
6.6.11 等效應力/屈服應力（Equivalent Stress/Yield Stress，代碼59） 260
6.6.12 等效應力/與溫度相關的屈服應力（Equivalent Stress/Yield Stress@Cur. Temp，代碼59） 260
6.6.13 等效塑性應變 260
6.6.14 主應力輸出 261
6.7 Out文件結果輸出 262
6.7.1 單元應力、應變 262
6.7.2 反作用力 263
6.7.3 連續單元節點力輸出 264
6.7.4 特征值的文件輸出結果 264
6.7.5 接觸分析輸出 265
6.7.6 迭代求解器迭代輸出 266
6.8 后處理的抓圖和動畫功能 267
6.8.1 圖片的存儲 267
6.8.2 創建動畫文件 269
6.8.3 切片平面 270
6.8.4 總體變量 272
第7章 網格自適應（Local Adaptivity）與
重劃分（Global Remesh） 274
7.1 綜述 274
7.2 局部網格自適應 275
7.2.1 局部網格自適應誤差準則 275
7.2.2 局部網格自適應的相關技術處理 280
7.2.3 網格自適應實例 281
7.3 全局網格重劃分（Global Remeshing） 288
7.3.1 全局網格重分定義相關菜單和操作 291
7.3.2 全局網格重分準則定義 293
7.3.3 網格重劃分網格密度控制和設置 295
7.3.4 二維網格重劃分例題 303
7.3.5 三維網格重劃分實例 314
第8章 斷裂力學問題的Marc解決方案 325
8.1 綜述 325
8.2 Marc進行失效分析 325
8.2.1 最大應力失效準則（MAXIMUM STRESS） 326
8.2.2 最大應變準則（MAXIMUM
STRAIN） 327
8.2.3 HOFFMAN、HILL、蔡－吳
（TSAI-WU） 328
8.2.4 PUCK失效準則 329
8.2.5 HASHIN、HASHIN TAPE、
HASHIN FABRIC 329
8.2.6 應變不變量失效準則（STRAIN INVRAIANT） 329
8.2.7 漸進失效分析（Progressive Failure Analysis） 331
8.3 斷裂力學理論及有限元實現 331
8.3.1 裂紋類型 331
8.3.2 裂紋的位置 332
8.3.3 斷裂力學的有限元分析方法 333
8.3.4 利用Marc進行斷裂力學分析 335
8.4 Marc中的虛擬裂紋閉合技術（VCCT） 336
8.4.1 虛擬裂紋閉合技術介紹 336
8.4.2 初始裂紋創建（Crack Initiator） 343
8.5 Marc進行脫層分析及粘接區域建模 344
8.5.1 Marc進行脫層分析 344
8.5.2 Marc中的粘接區域建模 347
8.6 J積分分析例題 350
8.7 裂紋擴展分析例題 354
8.7.1 帶筋結構的裂紋擴展分析例題 354
8.7.2 初始裂紋創建 364
8.7.3 高周疲勞下的裂紋擴展 371
8.8 粘接結構分析例題（interface） 380
第9章 Marc-Adams聯合仿真 391
9.1 Adams-Marc聯合仿真綜述 391
9.2 Adams-Marc聯合仿真方法和步驟 394
9.2.1 Adams模型的考慮 397
9.2.2 聯合仿真的圖形界面 398
9.2.3 開始聯合仿真 400
9.3 Adams-Marc聯合仿真實例 402
參考文獻 408

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6. 大學計算機基礎教程（Windows 10+Office 2016） [主編 饒拱維 郭其標 房宜汕]
7. Altium Designer 20 電路設計案例教程 [主編 王靜 謝蓉]
8. 計算機應用基礎（Windows 10+Office 2016） [主編 陽曉霞 譚衛]
9. Python程序設計與應用 [主編 張廣淵]
10. Office 2010辦公自動化高級應用實例教程（第二版） [主編 謝海燕 吳紅梅 陳永梅]
11. Office高級應用項目式教程 [主編 李觀金 林龍健 王靜]
12. 計算機應用基礎（Windows 7+Office 2010）（第二版） [主 編 李建軍]
13. 計算機應用技能教程——全國計算機等級考試一級MS Office 2010 [主編 石鐵峰 王祖偉 宋家慧]
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15. Office 2016辦公自動化案例教程 [主編 林灃 鐘明]
16. 辦公軟件高級應用 [主 編 闕清賢 黃詮]
17. 計算機應用基礎教程（Windows 7+Office 2010） [主 編 潘 迪 代子靜]
18. MSC Nastran動力分析指南（第二版） [李保國 黃曉銘 裴延軍 李偉 ]
19. 計算機應用基礎情景化教程（Windows 7+Office 2010）（第二版） [主編 王宏斌 張尼奇 王鋒]
20. 計算機一級MS Office全真模擬手冊（第二版） [主編 張建軍 李瑛 王鋒]
21. 計算機應用基礎（Windows 7+Office 2010） [主編 張曉琪 唐天國]
22. 計算機應用基礎實訓與習題指導（Windows 7+Office 2010） [主編 唐天國 曾慶勇]
23. Altium Designer 17電路設計案例教程 [主編 王靜]
24. ANSYS AQWA軟件入門與提高 [主編 高巍]
25. MSC Adams 多體動力學仿真基礎與實例解析（第二版） [湯滌軍 張躍 編著]
26. ANSYS APDL參數化有限元分析技術及其應用實例（第二版） [李占營 闞川 等編著]
27. 基于ANSYS的復合材料有限元分析和應用 [李占營 闞川 張承承 編著]
28. 計算機導論（基于Windows 7+Office 2010）（第二版） [主編 柳青]
29. 全國計算機等級考試一級MS Office教程及實訓指導 [主編 張心越 劉玉芳 邢怡]
30. ANSYS Icepak進階應用導航案例 [王永康　張義芳　編著]