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Marc軟件的優(yōu)勢：高效、精準(zhǔn)、靈活在焊接仿真領(lǐng)域，Marc軟件具有以下顯著優(yōu)勢：高精度通過精確的熱源模型、相變模型和耦合分析方法，Marc軟件能夠準(zhǔn)確預(yù)測焊接過程中的溫度場、微觀結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布。高效性先進(jìn)的計算算法和優(yōu)化的網(wǎng)格劃分技術(shù)，大大縮短了計算時間，提高了仿真效率。

Marc軟件采用先進(jìn)的熱-力學(xué)耦合分析方法，通過在有限元網(wǎng)格中實時更新溫度場和應(yīng)力場，能夠準(zhǔn)確模擬焊接過程中的熱-力學(xué)行為。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊通過這一方法，成功預(yù)測了焊接接頭的殘余應(yīng)力分布，并與實驗結(jié)果高度一致。4、精確的網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置 為了確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，Marc軟件提供了靈活的網(wǎng)格劃分功能，用戶可以根據(jù)焊接接頭的幾何形狀和復(fù)雜程度，自定義網(wǎng)格密度和分布。

幫助文件/新功能/What's New in Marc 2022.4/Stress Linearization User Plugin案例說明， 案例模型參照安裝幫助文件路徑: …\Marc Documentation\2022.4.0\examples\ug\wn20224\stresslin.mud案例

概述 在Marc 2022.4中： Stress Linearization（應(yīng)力線性化）新插件添加到標(biāo)準(zhǔn)用戶插件集合中。

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修正對應(yīng)的參數(shù)為：其中彈性參數(shù)對應(yīng)Cu的參數(shù)有限元模型為：研究了平面應(yīng)變條件下簡單拉伸不同區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變分布特征CPFE結(jié)果揭示了GNG-Cu橫截面中的梯度應(yīng)力和梯度塑性應(yīng)變。

通過納米壓痕、納米拉伸等實驗技術(shù)，可以直接測量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線和強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)，從而驗證和完善應(yīng)變梯度模型。

可以先查看等效應(yīng)力，可見在高應(yīng)力區(qū)高階單元（位于圖形區(qū)左側(cè)）模型的結(jié)果較大一些，如圖7所示；另外也可以比較其它一些分析結(jié)果，比如位移，也可以看出兩個模型的差別，如圖8所示。圖7 等效應(yīng)力結(jié)果比較圖8 位移結(jié)果比較Marc中的模型部件的功能是一個比較有用的高級功能，不但可以用于多工步的工程問題分析，也可以用于不同模型的結(jié)果比較，為用戶帶來很多便利。

圖7 預(yù)應(yīng)力場變量設(shè)置 圖8 ABAQUS熱-力耦合分析流程圖【溫度應(yīng)力結(jié)果對比】將各溫度梯度產(chǎn)生的應(yīng)力云圖指標(biāo)進(jìn)行對比分析如下圖所示。

不幸的是，對于我們這些從事應(yīng)力研究的人來說，梯度的收斂速度比場的收斂要慢。然而，梯度和通量的連續(xù)性并不是微不足道的。如果兩種不同材料之間存在邊界，那么只有通量和梯度的某些分量是連續(xù)的。一般來說，通量在垂直于邊界的方向上是連續(xù)的，但在切線方向上不是。對于梯度，情況正好相反。在下面的示例中，在一個由兩個具有不同材料屬性的正方形組成的矩形中研究了穩(wěn)態(tài)熱傳遞。

Marc考慮了幾何、材料和接觸非線性情況，最后模擬得到部件的應(yīng)力和變形。

第二階段將鉚釘連接的兩個零件拉伸增大成最大的零件，第一階段模型相當(dāng)于第二階段模型的一部分，然后將先前分析狀態(tài)的殘余應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)映射到新的模型中。本示例的目標(biāo)是展示新版本Marc在調(diào)用前分析狀態(tài)的功能改進(jìn)。兩個模型如圖1所示。初始模型用于執(zhí)行第一階段的鉚接形成分析。它將這個模型與從后處理文件中網(wǎng)格化的鉚釘網(wǎng)格結(jié)合起來如圖2所示。

圖13 點擊運行幫助自動運行程序點擊了解更多詳情：Marc高級非線性有限元分析

不同時刻材料的應(yīng)力分布 材料的等效塑性應(yīng)變的分布 根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變分布情況可以清晰的看出，梯度晶粒結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變分布更加均勻，不容易集中于某些區(qū)域，從而避免更早的發(fā)生頸縮失效，提高材料的延性。

應(yīng)力誘導(dǎo)相變和相變塑性在拉、壓情況下的數(shù)值是不同的。相變塑性對拉、壓相對不太敏感，但應(yīng)力誘導(dǎo)相變對應(yīng)力狀態(tài)較為敏感。由對淬火應(yīng)力場的計算可知，大型鍛件中發(fā)生相變前，內(nèi)應(yīng)力主要是溫度梯度導(dǎo)致的熱應(yīng)力；在相變進(jìn)行過程中，鍛件各部位內(nèi)應(yīng)力變化由相變應(yīng)力起主導(dǎo)，相變對內(nèi)應(yīng)力的影響遠(yuǎn)大于溫度梯度導(dǎo)致的熱應(yīng)力。

通過Adams計算得到的變形結(jié)果在每一時間步上被Marc所應(yīng)用，動力學(xué)載荷又通過Marc軟件傳遞到Adams上被應(yīng)用。Marc考慮了幾何、材料和接觸非線性情況，最后模擬得到部件的應(yīng)力和變形。中心傳動的Adams模型和兩個彈簧的Marc模型客戶受益萊頓的CAE工程師建立了典型的模擬方法，即在Marc中將左右彈簧建模為柔性體，其余的部件建為剛體。

高效的多物理場耦合分析熱-力耦合：精準(zhǔn)分析溫度場與應(yīng)力場的相互影響 流-固耦合：模擬流體與結(jié)構(gòu)的相互作用電-熱-力耦合：適用于電子設(shè)備、電池等領(lǐng)域的多場分析壓電-結(jié)構(gòu)耦合：用于智能材料與傳感器的仿真3.

該模擬的結(jié)果給出模型中變形和殘余應(yīng)力的合理估計。本案例只介紹其直接定義法來完成，關(guān)于焊接運動學(xué)的定義參照案例“Marc2022.3 用戶手冊 e125案例”。

熱應(yīng)力機(jī)制：溫度梯度引發(fā)熱膨脹失配，導(dǎo)致玻璃板內(nèi)部產(chǎn)生 熱應(yīng)力，典型應(yīng)力模式包括：光斑中心區(qū)域出現(xiàn)壓應(yīng)力，邊緣區(qū)域出現(xiàn)拉應(yīng)力（需結(jié)合材料熱膨脹特性判斷）；瞬態(tài)過程中可能產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力波動，需關(guān)注應(yīng)力峰值位置與疲勞損傷風(fēng)險。2． 結(jié)果展示：通過應(yīng)力云圖識別高應(yīng)力區(qū)域（如幾何突變處或光斑邊緣），提取主應(yīng)力、等效應(yīng)力（如 von Mises 應(yīng)力）分布，評估材料失效風(fēng)險（如開裂閾值）。