Marc 2010 User's Guide

1946
Marc ® 2010 User’s Guide

description

The purpose of this manual is to introduce the first time user to the Marc/Mentat program. The User’s Guide covers the basics of the program and helps the novice user in becoming comfortable with Marc/Mentat through about 90 examples.

Transcript of Marc 2010 User's Guide

Marc 2010Users Guide

CorporateMSC.Software Corporation 2 MacArthur Place Santa Ana, CA 92707 Telephone: (800) 345-2078 FAX: (714) 784-4056

EuropeMSC.Software GmbH Am Moosfeld 13 81829 Munich GERMANY Telephone: (49) (89) 43 19 87 0 Fax: (49) (89) 43 61 71 6

Asia PacificMSC.Software Japan Ltd. Shinjuku First West 8F 23-7 Nishi Shinjuku 1-Chome, Shinjuku-Ku Tokyo 160-0023, JAPAN Telephone: (81) (3)-6911-1200 Fax: (81) (3)-6911-1201

Worldwide Webwww.mscsoftware.comUser Documentation: Copyright 2010 MSC.Software Corporation. Printed in U.S.A. All Rights Reserved. This document, and the software described in it, are furnished under license and may be used or copied only in accordance with the terms of such license. Any reproduction or distribution of this document, in whole or in part, without the prior written authorization of MSC.Software Corporation is strictly prohibited. MSC.Software Corporation reserves the right to make changes in specifications and other information contained in this document without prior notice. The concepts, methods, and examples presented in this document are for illustrative and educational purposes only and are not intended to be exhaustive or to apply to any particular engineering problem or design. THIS DOCUMENT IS PROVIDED ON AN AS-IS BASIS AND ALL EXPRESS AND IMPLIED CONDITIONS, REPRESENTATIONS AND WARRANTIES, INCLUDING ANY IMPLIED WARRANTY OF MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, ARE DISCLAIMED, EXCEPT TO THE EXTENT THAT SUCH DISCLAIMERS ARE HELD TO BE LEGALLY INVALID. MSC.Software logo, MSC, MSC., MD Nastran, Adams, Dytran, Marc, Mentat, and Patran are trademarks or registered trademarks of MSC.Software Corporation or its subsidiaries in the United States and/or other countries. NASTRAN is a registered trademark of NASA. Python is a trademark of the Python Software Foundation. LS-DYNA is a trademark of Livermore Software Technology Corporation. All other trademarks are the property of their respective owners. This software may contain certain third-party software that is protected by copyright and licensed from MSC.Software suppliers. METIS is copyrighted by the regents of the University of Minnesota. HP MPI is developed by Hewlett-Packard Development Company, L.P. MS MPI is developed by Microsoft Corporation. PCGLSS 6.0, copyright 1992-2005 Computational Applications and System Integration Inc. MPICH Copyright 1993, University of Chicago and Mississippi State University. MPICH2 copyright 2002, University of Chicago. Use, duplication, or disclosure by the U.S. Government is subject to restrictions as set forth in FAR 12.212 (Commercial Computer Software) and DFARS 227.7202 (Commercial Computer Software and Commercial Computer Software Documentation), as applicable.

MA*V2010*Z*Z*Z*DC-USR

Marc Users Guide 3 Thumbnail Links to Chapter Summaries

Thumbnail Links to Chapter SummariesThumbnail Links to Chapter Summaries

4 Marc Users Guide

Thumbnail Links to Chapter Summaries

Marc Users Guide 5 Thumbnail Links to Chapter Summaries

6 Marc Users Guide

Thumbnail Links to Chapter Summaries

ContentsMarc Users Guide

Contents

Thumbnail Links to Chapter Summaries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

PrefaceOrganization of this Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Part 1 ................................................... Part 2 ................................................... Part 3 ................................................... 46 46 46 47

Documentation Conventions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

Section 1: Introduction 1 IntroductionIntroducing Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Brief Look at the Finite Element Analysis Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Some Mentat Hints and Shortcuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 Mechanics of Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Marc/Mentat Window Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . How Mentat Communicates with You. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . How This Manual Communicates with You . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . How You Communicate with Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Menu Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . List Specification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Menu Customization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 55 56 56 57 61 65 71 72

Comprehensive Sample Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

8 Marc Users Guide

Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 Boundary Conditions, Initial Conditions, and Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 Material and Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Loadcases and Jobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 Results Interpretation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Getting Started. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Starting the Mentat Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 Procedure Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 Stopping the Mentat Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 Recommended Starting Chapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 Following a Sample Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138 A Simple Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 Answers to Frequently Asked Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Consistent Units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 Evaluation of Stresses in Finite Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Shear Strains used in Marc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 Extrapolation/Averaging Tips in Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Stress Coordinate Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Composite Shells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 Material Axis Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 Gauss Point Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Selective Results to the Post File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 Continuum and Generalized Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 Result Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 Appendix A: Shape Function Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 Implication: The Evaluation of Element Displacements . . . . . . . . . . . . . . . 233 Implication: Linear Versus Quadratic Elements? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 Implication: Nodal Temperature Loading With Temperature Dependent Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Implication: Element Thickness Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Appendix B: Finite Element Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 Implication: Smoothed or Unsmoothed Stress Contours? . . . . . . . . . . . . . 239 Implication: Limitations of the Averaging Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 Appendix C: Coordinate Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

CONTENTS 9

Appendix D: Principal Stresses (Plane Stress) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 Appendix E: Python Example (Max Stress Results) . . . . . . . . . . . . . . . 244 Appendix F: Python Example (Displacements at Nodes) . . . . . . . . . . . 248

Section 2: Recent Features 2.1 New-style Table InputSummary of Reinforced Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Post Buckling Analysis of a Reinforced Shell with Nonuniform Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 List of User Subroutines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Summary of Can Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275 Can Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

2.2 Thermo-Mechanical Analysis of Cylinder Head Joint with Quadratic ContactSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Simulation of a Cylinder Head Joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh .................................................. Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Modeling Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model and Run Job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 300 300 301 310 316 317 318 319 322 323

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

10 Marc Users Guide

2.3 RBE3 (General Rigid Body Link)Chapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Soft and Rigid Connections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 Geometric Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338 Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Submit Job and Run the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

2.4 Arc Welding Process SimulationChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 Welding Process Simulation of Cylinder-Plate Joint . . . . . . . . . . . . . . . 344 Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 Weld Path Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Weld Filler Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 Contact Body Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Initial/Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 Loadcase Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362

CONTENTS 11

2.5 FEM Simulation of NC Machining and PRE STATEChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 Example 1: Pocket Cutting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Input data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Geometry and Stresses. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Local Mesh Adaptivity Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Visualization of Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Verification of Material Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Example 2: Thin Frame Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Stress and Local Adaptive Remeshing Definition . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Machining Job Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . FEA Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 365 366 374 377 381 382 382 383 384 386

Example 3: Imported Initial Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Import with Text Data File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 Import with PRE STATE Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400

2.6 Parallelized Local Adaptive MeshingChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405

2.7 New Magnetostatic ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Magnetostatic Field Around a Coil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Inserts .................................................. Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 408 410 410 411

12 Marc Users Guide

Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

2.8 Coupled Electrostatic Structural Analysis of a CapacitorChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Capacitor Loaded with Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 Mesh Adaptivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433

2.9 3-D Contact and Friction Analysis using Quadratic ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436 Sliding Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Jobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453

2.10 Pin to Seal Contact with Various Friction ModelsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 Friction Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457

CONTENTS 13

Results

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 460

2.11 Analysis of a Manhole with Structural ZoomingChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 Global Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 Local Model and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 468

2.12 Radiation AnalysisChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 470 470 470 471

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497

2.13 Application of BC on Geometry with RemeshingGeometry and Finite Element Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 514

14 Marc Users Guide

2.14 Glass Forming of a Bottle with Global RemeshingChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Idealization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Analysis with Remeshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533

2.15 Marc Adams MNF InterfaceChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 Generation of an MNF for HDD HSA Suspension Arm. . . . . . . . . . . . . . 536 Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 HSA Suspension Arm Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 Local Model and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542

2.16 Analysis of Stiffened Plate Using Beam and Shell OffsetsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544 Analysis of Beam Reinforced Shell Structure using Offsets . . . . . . . . 544 Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546 Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549 Loadcase Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552

CONTENTS 15

2.17 3-D Tetrahedral Remeshing with Boundary ConditionsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554 Simulation Examples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Pressure on a Rubber Cylinder. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Metal Compression with Prescribed Displacements. . . . . . . . . . . . . . . . . . Rubber Ring Seal with Pressure Testing after Compression . . . . . . . . . . . Tube Hydro-forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rubber Seal Insertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rubber Seal and Steel Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Glass Forming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rubber Bars with Prescribed Displacement on Curves . . . . . . . . . . . . . . . 554 554 556 557 559 560 561 563 564

Rubber Seal Insertion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574

2.18 Induction Heating of a TubeChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 Heating of a Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions and Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 576 578 581 581 583 585 587

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588

2.19 Magnetostatics with TablesChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Nonlinear Analysis of an Electromagnet Using Tables. . . . . . . . . . . . . Reading the Model and Adding Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 590 595 596 597

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598

16 Marc Users Guide

2.20 Delamination and Crack PropagationSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

2.21 Progressive Failure Analysis of Lap JointSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613

2.22 Sheet Metal Forming With Solid Shell ElementsSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621

2.23 Plastic Limit Load Analysis of a Simple Frame StructureSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 Detailed Marc Input Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 625 Detailed Mentat Session Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 627 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629

CONTENTS 17

2.24 Directional Heat Flux on a Sphere from a Distance SourceSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637

2.25 Deep Drawing of A Sheet With Global RemeshingSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644

2.26 Artery Under PressureSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 Material Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652

2.27 Modeling Riveted Joint with Bushing, CFAST, or CWELDSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

18 Marc Users Guide

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 664 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 665

2.28 Speed and Memory ImprovementsSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668 Fast Integrated Composite Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668 Combined Multi Frontal Sparse and Iterative Solver . . . . . . . . . . . . . . . 670 Storage of Element Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 672

Section 3: Mechanical Analysis 3.1 Solid Modeling and Automatic MeshingChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 About HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 Advantages of HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 Advantages of Hexahedral Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 Activating the HexMesh Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696 About the HexMesh Menu in Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 696 About the Input for HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697 Key Steps in the Meshing Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Using HexMesh Parameters and Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 Specifying Element Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 Specifying Edge Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 How the Value of Edge Sensitivity Affects the Edge Detection Process . . . 700 Specifying Gap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701 How the Value of Gap affects the Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 Specifying the Number of Shakes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703 Using the Runs Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703

CONTENTS 19

Using the Coarsening Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . How the Level of Coarsening affects the Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . Using the Allow Wedges Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . About the Coons Patches Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Using the Detect Edges Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selecting Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Deselecting Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Checklist for the HexMesh Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Applying the HexMesh Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . About the Meshing Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rectifying an Unsuccessful Hexmeshing Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . Using HexMesh Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . About the Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Example Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Running the Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preparing the Model for Surface Meshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Applying the Delaunay Tri-Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Preparing the Input List for HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Applying HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

704 704 705 706 706 707 707 707 708 708 708 709 709 709 710 710 712 713 714

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715

3.2 ManholeChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718 718 719 720 720 720

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745

20 Marc Users Guide

3.3 Contact Modeling of Pin Connection Joints using Higher-Order ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 Pin Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 Contact Bodies and Contact Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 Jobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762

3.4 Beam Contact Analysis of an Overhead Power Wire of a TrainChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764 Pantograph of a Train Touching the Overhead Power Wire . . . . . . . . . 764 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 768 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 Geometry Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 770 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780

3.5 Gas Filled CavitiesChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 Simulation of an Airspring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 Axisymmetric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

CONTENTS 21

3.6 Tube FlaringChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798 798 798 799 799 799

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 821

3.7 PunchChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 824 825 825 827

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 827 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 844

3.8 Torque Controlled dies with Twist TransferChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846 Belt and Pulley Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846 Preprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 846 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856

22 Marc Users Guide

3.9 Break FormingSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 858 Detailed Session Description of Break Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874

3.10 Hertz Contact ProblemSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876 Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 882 FEA versus Theoretical Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884

3.11 Anisotropic Sheet Drawing using Reduced Integration Shell ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886 Simulation of Earing for Sheet Forming with Planar Anisotropy . . . . . 887 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 889 Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901 Advanced Topic: Drawbead Modeling using Nonlinear Spring . . . . . . 903 Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 906 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 908 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909

CONTENTS 23

3.12 Chaboche ModelChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912 Blade on a Fan of a Turbine Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912 912 915 918 918 920 920 921 922

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925

3.13 Modeling of a Shape Memory Alloy Orthodontic ArchwireChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928 Simulation of an Archwire with Shape Memory Alloy Models . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928 929 932 932 938 941 944

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946

3.14 Implicit Creep Analysis of Solder Connection between Microprocessor and PCBChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 Microprocessor Soldered to a PCB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 948 952 955 955

24 Marc Users Guide

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959 Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961 Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966

3.15 Continuum Composite ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 Boundary Conditions and Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971 Composite Layer Property Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972 Composite Layer Orientation Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 Define Job Parameters, Save Model, and Run Job. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975 View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 976 Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 977

3.16 Super Plastic Forming (SPF)Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 980 SPF Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 Preprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 982 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 995 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996 Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999 SPF with Adaptive Remeshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 999 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1001 Discussion of Adaptive Meshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1003 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004

CONTENTS 25

3.17 GasketsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006 Simulation of a Cylinder Head Joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tyings and Servo Links. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1007 1007 1008 1013 1016 1016 1023 1024 1025 1029

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034

3.18 Cantilever BeamSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036 Detailed Session Description of Cantilever Beam. . . . . . . . . . . . . . . . 1038 Add Plasticity to Cantilever Beam. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1042 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1045 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1047

3.19 Creep of a TubeSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1050 Detailed Session Description of Oval Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1052 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1056 What can improve the results? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1061 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1066

26 Marc Users Guide

3.20 Tensile SpecimenSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1068 Detailed Description Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1069 Tensile Specimen Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1069 Overlay Technique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072 Advancing Front Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073 Mapped Meshing Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1073 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1076 Tensile Specimen Uniform Gage Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082 Tensile Specimen Composite Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1085 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1091

3.21 Rubber Elements and Material ModelsSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094 Lower-order Triangular Rubber Elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095 Using Quadrilateral Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1105 Using Triangular Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1106 Run Job and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1107 Tube with Friction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1110 Cavity Pressure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112 Buckling of an Elastomeric Arch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1116 Run Job and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1121 Comparison of Curve Fitting of Different Rubber Models . . . . . . . . . . 1124 Mooney . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1127 Arruda-Boyce. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1129 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1131

CONTENTS 27

3.22 Modeling of General Rigid Body Links using RBE2/ RBE3Chapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1134 Cylindrical Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Links ................................................. Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Job, and Run the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Results 1134 1134 1136 1138 1138 1138 1139 1140 1141

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1142

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1143

3.23 Cyclic SymmetryChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146 Pure Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1147 Mechanical Analysis of Friction Clutch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1150 Coupled Analysis of Friction Clutch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1158

3.24 Axisymmetric to 3-D AnalysisChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1160 Simulation of a Rubber Bushing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description of Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Axisymmetric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-D Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Automobile Tire Modeling with Rebar Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . Description of Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Axisymmetric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3-D Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1160 1160 1161 1168 1173 1173 1174 1175

28 Marc Users Guide

Analysis of a Rubber Cylinder using Remeshing. . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 Description of Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 Axisymmetric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1180 3-D Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1188

3.25 Interference FitSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1190 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1195 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1197

3.26 3-D Remeshing with Tetrahedral ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200 Why Remeshing with Tetrahedral Elements? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200 Tetrahedral Element Type 157 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200 Tetrahedral Remeshing Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1202 Tetrahedral Remeshing Controls and Meshing Parameters . . . . . . . . 1203 Tetrahedral Remeshing Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1205 Elastomeric Seal Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1212 Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1214 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215 Contact Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1216 Mesh Adaptivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219 Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1220 Jobs and Run Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1221 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1223 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1225

CONTENTS 29

3.27 Rubber Remeshing and Radial Expansion of Rigid SurfacesChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228 Model Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228 Results Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1232 Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1233 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1233

3.28 Automatic Remeshing/ RezoningChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1236 Elastomeric Seal Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1237 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1238 Tape Peeling Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1247 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1259

3.29 Multibody Contact and RemeshingChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 Squeezing of a Rubber Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 Background information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1262 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1282

3.30 ContainerChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1284 1284 1285 1286 1286 1287

30 Marc Users Guide

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313

3.31 Analyses of a TireSteady State Rolling Analysis1316 Simulation of a Tire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316 Run Job and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1329 More Results on Contact Friction Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1332 Tire Bead Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335 Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335 Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1336 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1337 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1360 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1360

3.32 Transmission TowerChapter Overview1362 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1362 Tower Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1362 Idealization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363 Requirements for a Successful Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363 Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1363 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1364 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1364 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1412

CONTENTS 31

3.33 BracketChapter Overview1414 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1414 1414 1414 1414 1415 1416

Detailed Session Description of the Linear Static Case . . . . . . . . . . . 1416 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433 Dynamic Modal Shape Analysis1434 Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434 Detailed Session Description of the Modal Shape Analysis. . . . . . . . 1434 Dynamic Transient Analysis1438 Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1438 Detailed Session Description of Dynamic Transient Analysis . . . . . . 1438 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1445 Pressure Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1445 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1446

3.34 Single Step Houbolt Dynamic OperatorChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448 Impact of a Ball on a Plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448 Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448 Eigenvalue Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448 Transient Analysis1458 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1465

32 Marc Users Guide

3.35 Dynamic Analyses of a Cantilever BeamSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1468 Modal Analysis1469 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1469 Modal Analysis1470 Harmonic Analysis1472 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1472 Harmonic Analysis and Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1472 Transient Analysis1475 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1475 Analysis and Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1475 Damping Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1477 Over Hanging Beam Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1479 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1483

3.36 Plastic Spur Gear Pair FailureSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1486 Gear Geometry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1487 Material Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1488 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1488 Failure Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1489 Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1491 Experimental Test Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1492 Results & Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494 Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1495 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1495 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1495 Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1496

CONTENTS 33

3.37 Girkmann Verification ProblemSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1498 Detailed Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1499 Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1501

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1503 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1508

Section 4: Heat Transfer Analysis 4.1 Thermal Contact Analysis of a PipeChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1512 Pipe in a House . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1512 1512 1513 1514 1515 1516 1517 1519

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524

4.2 Dynamics with Friction HeatingSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1526 Friction Heat Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1528 Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1535 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1538

4.3 Radiation with ViewfactorsSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1540 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1542 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1545 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1547

34 Marc Users Guide

4.4 Cooling Fin AnalysesSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1550 Steady State . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1551 Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1551 Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1552 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1552 Transient. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1561 Detailed Session Description with Fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1561 Detailed Session Description without Fin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1567

Section 5: Coupled Analysis 5.1 Coupled Structural Acoustic AnalysisChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1572 Two Spherical Rooms Separated by a Membrane . . . . . . . . . . . . . . . . 1572 Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1572 Harmonic Analysis with Stress-free Membrane . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1573 Harmonic Analysis with Pre-stressed Membrane . . . . . . . . . . . . . . . . 1582 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1585

5.2 Coupled Electrical-Thermal-Mechanical Analysis of a Micro ActuatorChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1588 Simulation of a Microelectrothermal Actuator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1588 Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1588 Actuator Model1589 Run Job and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1594 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595

CONTENTS 35

5.3 Coupled Transient Cooling FinSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1598 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1599 Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1600 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1602

5.4 Temperature Dependent Orthotropic Thermal StrainsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1604 Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1605 Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1608 Thermal Expansion Data Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1610 References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1613

Section 6: Miscellaneous Analysis 6.1 Magnetostatics: Analysis of a TransformerChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1618 3-D Analysis of a Transformer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1618 1619 1623 1626 1626 1627

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1630

6.2 Fracture Mechanics Analysis with the J-integralChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1632 Specimen with an Elliptic Crack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1632

36 Marc Users Guide

Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1632 Modeling Strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1633 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1634 Crack Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1642 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1645 Contact Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1645 Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1651 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1653

6.3 FEM Simulation of NC Machining ProcessChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1656 Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1656 Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1657 Residual Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1658 Procedure Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1659 Machining Process Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1660 Loadcase1 (cut the top part of the workpiece). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1661 Loadcase2 (release the bottom boundary condition and apply to the top face) 1662 Loadcase3 (cut the pocket from the lower face part). . . . . . . . . . . . . . . . . 1663 Loadcase4 (final release springback) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1664 Job Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1665 Visualization of Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1666 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1670

6.4 Piezoelectric Analysis of an Ultrasonic MotorChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1672 Eigenvalue Analysis of the Stator of an Ultrasonic Motor. . . . . . . . . . 1672 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1674 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1675 Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1683 Save Model, Run Job, and View results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1684

CONTENTS 37

Harmonic Analysis of the Stator of an Ultrasonic Motor . . . . . . . . . . Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1685 1685 1686 1687

Transient Analysis of the Stator of an Ultrasonic Motor. . . . . . . . . . . 1691 Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1692 Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1693 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1695 Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1695

6.5 Analysis Performance ImprovementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1698 Speed and Memory Improvements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Case 1: Rigid-Deformable Body Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Case 2: Deformable-Deformable Contact. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Case 3: Model with Solid and Shell Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1698 1698 1699 1700

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1702 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1702

6.6 Robustness of Automatic Load Stepping SchemesChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704 Usage of the Auto Step Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1704 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1714

6.7 Marc Running in Network Parallel ModeRun CONTACT WITH DDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716 Run CONTACT WITH DDM on a Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716 UNIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1716 Windows . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1717 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1721

38 Marc Users Guide

6.8 Convergence Automation and Energy CalculationsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724 Convergence Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1724 AUTO SWITCH Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1725 Energy Calculation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1731 Usage of the Energy Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1732 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1741

6.9 CapacitorsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1744 Capacitance Computation in Symmetric Multiconductor Systems . . 1745 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1746 Element and Node Set Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1746 Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1750 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1751 Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1753 Loadcase and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1753 Save Model, Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1757 Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1761 Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1762 Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1762

6.10 Inductance Between Two Long ConductorsSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1764 Inductance Computation in Two Infinitely Long Rectangular Conductors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1766 Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1767 Elem