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C o n t e n t s

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Contents

Preface

Organization of this Manual . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Part 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Part 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Part 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Documentation Conventions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

Section 1: Introduction

1 Introduction

Introducing Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Brief Look at the Finite Element Analysis Process. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

Some Mentat Hints and Shortcuts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

Mechanics of Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Marc/Mentat Window Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53How Mentat Communicates with You. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

How This Manual Communicates with You . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

How You Communicate with Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

Menu Structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

List Specification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Identifiers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

Menu Customization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Comprehensive Sample Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Boundary Conditions, Initial Conditions, and Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Material and Geometric Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

Loadcases and Jobs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

Results Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168


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Getting Started. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170

Starting the Mentat Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .170

Procedure Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .171Stopping the Mentat Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173

Recommended Starting Chapters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174

Following a Sample Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175

A Simple Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186

Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186

Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187

Detailed Session Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .187

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203

Answers to Frequently Asked Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204

Consistent Units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204

Evaluation of Stresses in Finite Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .205

Shear Strains used in Marc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

Extrapolation/Averaging Tips in Mentat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .206

Stress Coordinate Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208Composite Shells. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210

Material Axis Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214

Gauss Point Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Selective Results to the Post File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

Continuum and Generalized Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .217

Result Types . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221

Appendix A: Shape Function Interpolation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260Implication: The Evaluation of Element Displacements . . . . . . . . . . . . . . .263

Implication: Linear Versus Quadratic Elements? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263

Implication: Nodal Temperature Loading With Temperature Dependent

Materials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265

Implication: Element Thickness Interpolation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266

Appendix B: Finite Element Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268

Implication: Smoothed or Unsmoothed Stress Contours? . . . . . . . . . . . . .269Implication: Limitations of the Averaging Scheme . . . . . . . . . . . . . . . . . . .271

Appendix C: Coordinate Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273

Appendix D: Principal Stresses (Plane Stress) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273

Appendix E: Python Example (Max Stress Results) . . . . . . . . . . . . . . .274

Appendix F: Python Example (Displacements at Nodes) . . . . . . . . . . . 278


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5CONTENTS

Section 2: Recent Features

2.1 New-style Table InputSummary of Reinforced Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

Post Buckling Analysis of a Reinforced Shell with Nonuniform Load 285

List of User Subroutines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

Summary of Can Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305Can Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

2.2 Thermo-Mechanical Analysis of Cylinder Head Joint

with Quadratic ContactSummary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328

Simulation of a Cylinder Head Joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330

Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331

Modeling Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346

Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348

Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349

Save Model and Run Job . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358

2.3 RBE3 (General Rigid Body Link)

Chapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Soft and Rigid Connections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365


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Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366

Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .367

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .369

Submit Job and Run the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .370

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372

2.4 Arc Welding Process SimulationChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374

Welding Process Simulation of Cylinder-Plate Joint . . . . . . . . . . . . . . .374

Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376

Geometric Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .376

Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377

Weld Path Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .378

Weld Filler Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .380

Contact Body Setup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .381

Initial/Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382

Loadcase Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386

Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .389

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

2.5 FEM Simulation of NC Machining and PRE STATE


Example 1: Pocket Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

Input data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395Initial Geometry and Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396

Local Mesh Adaptivity Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .404

Visualization of Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .407

Verification of Material Removal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

Example 2: Thin Frame Cutting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412

Input Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

Initial Stress and Local Adaptive Remeshing Definition . . . . . . . . . . . . . . . 413

Loadcases and Machining Job Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414

FEA Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .416


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7CONTENTS

Example 3: Imported Initial Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Import with Text Data File. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420Import with PRE STATE Feature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

2.6 Parallelized Local Adaptive Meshing


Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

2.7 New Magnetostatic Elements


Magnetostatic Field Around a Coil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438


Inserts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443

Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

2.8 Coupled Electrostatic Structural Analysis of

a Capacitor


Capacitor Loaded with Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448


Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453Mesh Adaptivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456


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Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456

Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .460

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463

2.9 3-D Contact and Friction Analysis using

Quadratic Elements


Sliding Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467


Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .472

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477

Jobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .478

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .480

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483

2.10 Pin to Seal Contact with Various Friction Models


Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .486

Friction Modeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .487

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490

2.11 Analysis of a Manhole with Structural Zooming


Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

Global Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .492

Local Model and Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .493

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .498Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498


9/2029

9CONTENTS

2.12 Radiation Analysis

Chapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500

Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527

2.13 Application of BC on Geometry with Remeshing

Geometry and Finite Element Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530



Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

2.14 Glass Forming of a Bottle with Global Remeshing


Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546Analysis with Remeshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 548



Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563

2.15 Marc Adams MNF Interface


Generation of an MNF for HDD HSA Suspension Arm . . . . . . . . . . . . . 566

Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566HSA Suspension Arm Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567


10/2029

Marc Users Guide

10

Local Model and Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .568

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572

2.16 Analysis of Stiffened Plate Using Beam and Shell

Offsets


Analysis of Beam Reinforced Shell Structure using Offsets . . . . . . . .574

Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576

Geometric Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .576



Loadcase Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .580

Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580

Results and Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .580Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582

2.17 3-D Tetrahedral Remeshing with Boundary Conditions


Simulation Examples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .584Pressure on a Rubber Cylinder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584

Metal Compression with Prescribed Displacements . . . . . . . . . . . . . . . . . .586

Rubber Ring Seal with Pressure Testing after Compression . . . . . . . . . . . 587

Tube Hydro-forming. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .589

Rubber Seal Insertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590

Rubber Seal and Steel Interaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .591

Glass Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593

Rubber Bars with Prescribed Displacement on Curves. . . . . . . . . . . . . . . .594

Rubber Seal Insertion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .595

Model Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 595

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604


11/2029

11CONTENTS

2.18 Induction Heating of a Tube


Heating of a Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606


Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

Initial Conditions and Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611



References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 618

2.19 Magnetostatics with Tables


Nonlinear Analysis of an Electromagnet Using Tables. . . . . . . . . . . . . 620

Reading the Model and Adding Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620




Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628

2.20 Delamination and Crack Propagation

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 630

Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636

2.21 Progressive Failure Analysis of Lap Joint

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638

Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 639

M U G id12


12/2029

Marc Users Guide

12

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .640

Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .642

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643

2.22 Sheet Metal Forming With Solid Shell Elements

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646

Model Review. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .649

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651

2.23 Plastic Limit Load Analysis of a Simple Frame Structure

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654

Detailed Marc Input Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .655

Detailed Mentat Session Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .657

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .658

Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .659

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659

2.24 Directional Heat Flux on a Sphere from a Distance

Source

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662

Model Review. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .666

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667

2.25 Deep Drawing of A Sheet With Global Remeshing

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670

13CONTENTS


13/2029

13CONTENTS

Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 671

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 674

2.26 Artery Under Pressure

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676Material Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682

2.27 Modeling Riveted Joint with Bushing, CFAST, or

CWELD

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684

Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 685

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695

2.28 Speed and Memory Improvements

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698

Fast Integrated Composite Shells . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698

Combined Multi Frontal Sparse and Iterative Solver. . . . . . . . . . . . . . . 700

Storage of Element Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702

Marc Users Guide14


14/2029

Marc User s Guide

14

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702

2.29 Implicit Viscoplastic Creep Analysis of Solder

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .707

Flow Equation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707

Requested Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .708Modeling Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 708

Element Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

Material Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 709

Loading and Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .711

Solution Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .713

Result and Plots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .716

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .718

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 718

Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .718

2.30 Crack Propagation Capability in Shells

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .721

Requested Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721

Modeling Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721

Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721

Material Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722

Crack Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722

Loading and Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .723


15CONTENTS


15/2029

15CONTENTS

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725

Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725

2.31 Segment-to-Segment with Friction

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728

Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729Contact Enhancements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729

Requested Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 729




Friction Modeling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 730Loading Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732

Solution Procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 732

Result and Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733

Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 734

2.32 Directionally Dependent Friction Summary

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 736

Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737

Requested Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737




Loading and Boundary Conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 745

Marc Users Guide16


16/2029


Result and Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .747

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751

Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .751

2.33 Improved Accuracy with Remeshing of Herrmann

Elements

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .755

Simulation of Elastomeric Seal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755

Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .755


Contact Body Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .756

Contact Table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757

Mesh Adaptivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758

Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 758


Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .761

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761

Video . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .762

Section 3: Mechanical Analysis

3.1 Solid Modeling and Automatic Meshing




Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767

17CONTENTS


17/2029

About HexMesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Advantages of HexMesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Advantages of Hexahedral Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783

Activating the HexMesh Feature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784

About the HexMesh Menu in Mentat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784

About the Input for HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785

Key Steps in the Meshing Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786

Using HexMesh Parameters and Commands. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

Specifying Element Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

Specifying Edge Sensitivity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787

How the Value of Edge Sensitivity Affects the Edge Detection Process . . 788Specifying Gap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789

How the Value of Gap affects the Mesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790

Specifying the Number of Shakes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791

Using the Runs Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791

Using the Coarsening Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792

How the Level of Coarsening affects the Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792

Using the Allow Wedges Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793

About the Coons Patches Parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794

Using the Detect Edges Command. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794

Selecting Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

Deselecting Edges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

Checklist for the HexMesh Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795

Applying the HexMesh Command . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

About the Meshing Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

Rectifying an Unsuccessful Hexmeshing Operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . 796

Using HexMesh Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797

About the Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797

Example Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797

Running the Procedure File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798

Preparing the Model for Surface Meshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 798

Applying the Delaunay Tri-Mesh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800

Preparing the Input List for HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801

Applying HexMesh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803

Marc Users Guide18


18/2029

3.2 Manhole



Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .806

Idealization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .807

Requirements for a Successful Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .808

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808



Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .833

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833

3.3 Contact Modeling of Pin Connection Joints using

Higher-Order ElementsChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836

Pin Connection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837



Contact Bodies and Contact Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842

Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 845Jobs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .847

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850

3.4 Beam Contact Analysis of an Overhead Power Wire of

a Train


Pantograph of a Train Touching the Overhead Power Wire . . . . . . . . .852


Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856

Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .856


Geometry Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .858Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .860

19CONTENTS


19/2029

Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861

Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 863


Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868

3.5 Gas Filled Cavities


Simulation of an Airspring. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870Problem Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870

Axisymmetric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 884

3.6 Tube Flaring



Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886

Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886

Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887

Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 887Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 909

3.7 PunchChapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912


Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912

Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913


Marc Users Guide20


20/2029


Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932

3.8 Torque Controlled dies with Twist Transfer


Belt and Pulley Assembly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934

Preprocessing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .934

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .940

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944

3.9 Break Forming

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946

Detailed Session Description of Break Forming . . . . . . . . . . . . . . . . . .948

Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .954

Discussion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .958

Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .959

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960

Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962

3.10 Hertz Contact Problem

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964

Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .970

FEA versus Theoretical Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .971

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972

21CONTENTS


21/2029

3.11 Anisotropic Sheet Drawing using Reduced Integration

Shell Elements


Simulation of Earing for Sheet Forming with Planar Anisotropy. . . . . 975



Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 984

Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 987Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 989

Advanced Topic: Drawbead Modeling using Nonlinear Spring . . . . . . 991

Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991



Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 996

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 997

3.12 Chaboche Model

Chapter Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Blade on a Fan of a Turbine Engine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1000


Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1006



Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1008

Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009

Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1010

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1013

Marc Users Guide22


22/2029

3.13 Modeling of a Shape Memory Alloy Orthodontic

Archwire


Simulation of an Archwire with Shape Memory Alloy Models . . . . . .1016


Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1020

Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1020

Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1026

Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1029Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1032

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1033

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034

3.14 Implicit Creep Analysis of Solder Connection between

Microprocessor and PCB


Microprocessor Soldered to a PCB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1036

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1036


Initial Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1043

Material Properties. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1043

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1047


Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1052

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1054

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1054

3.15 Continuum Composite Elements



Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1057


23CONTENTS


23/2029

Boundary Conditions and Loads. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1058


Composite Layer Property Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1060

Composite Layer Orientation Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1062Define Job Parameters, Save Model, and Run Job . . . . . . . . . . . . . . . . . 1063

View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1064

Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1065

3.16 Super Plastic Forming (SPF)

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1068

SPF Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070

Preprocessing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1070

Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1083

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1084

Discussion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087

SPF with Adaptive Remeshing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1087

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1089

Discussion of Adaptive Meshing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1091

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1092

3.17 Gaskets


Simulation of a Cylinder Head Joint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1095

Tyings and Servo Links. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1096Boundary Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1101




Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1112

Load Steps and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1113

Save Model, Run Job, and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1117

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1122

Marc Users Guide

24


24/2029

3.18 Cantilever Beam

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1124

Detailed Session Description of Cantilever Beam . . . . . . . . . . . . . . . .1126

Add Plasticity to Cantilever Beam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1130

Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1133

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1135

3.19 Creep of a Tube

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1138

Detailed Session Description of Oval Tube . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1140


What can improve the results? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1146Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1149

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1154

3.20 Tensile Specimen

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1156

Detailed Description Session . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1157

Tensile Specimen Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1157

Overlay Technique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1160

Advancing Front Technique. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1161

Mapped Meshing Technique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1161


Tensile Specimen Uniform Gage Section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1170Tensile Specimen Composite Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1173

Modeling Tips. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1175

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1179

25CONTENTS


25/2029

3.21 Rubber Elements and Material Models

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1182

Lower-order Triangular Rubber Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183

Using Quadrilateral Elements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1183

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1193

Using Triangular Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1194

Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1195

Tube with Friction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1198

Cavity Pressure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1200

Buckling of an Elastomeric Arch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204

Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1209

Comparison of Curve Fitting of Different Rubber Models . . . . . . . . . 1212

Mooney . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1215

Arruda-Boyce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1217

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1219

3.22 Modeling of General Rigid Body Links using RBE2/

RBE3


Cylindrical Shell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1222

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1222


Transformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1226

Links . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1226


Geometric Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1227Loadcases and Job Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1228

Save Job, and Run the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1229

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1230

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1231

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26/2029

3.23 Cyclic Symmetry


Pure Torsion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1235

Mechanical Analysis of Friction Clutch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1238

Coupled Analysis of Friction Clutch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1241

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1246

3.24 Axisymmetric to 3-D Analysis


Simulation of a Rubber Bushing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1248

Description of Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1248


3-D Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1256

Automobile Tire Modeling with Rebar Elements . . . . . . . . . . . . . . . . .1261



3-D Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1263

Analysis of a Rubber Cylinder using Remeshing. . . . . . . . . . . . . . . . .1268



3-D Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1270

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1276

3.25 Interference Fit

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1278


Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1285

27CONTENTS


27/2029

3.26 3-D Remeshing with Tetrahedral Elements


Why Remeshing with Tetrahedral Elements? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288

Tetrahedral Element Type 157. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1288

Tetrahedral Remeshing Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1290

Tetrahedral Remeshing Controls and Meshing Parameters. . . . . . . . 1291

Tetrahedral Remeshing Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1293Elastomeric Seal Simulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1300



Contact Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304

Mesh Adaptivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1307

Loadcases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1308

Jobs and Run Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1309

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1311

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1313

3.27 Rubber Remeshing and Radial Expansion of Rigid

Surfaces


Model Highlights. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1316

Results Highlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1320

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1321

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1321

3.28 Automatic Remeshing/ Rezoning


Elastomeric Seal Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1325

Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1326

Marc Users Guide

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28/2029

Tape Peeling Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335

Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1335

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1347

3.29 Multibody Contact and Remeshing


Squeezing of a Rubber Body . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1350

Background information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1350Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1370

3.30 Container


Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1372Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1372

Idealization. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1373

Requirements for a Successful Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1374

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1374

Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1375


Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1401

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1401

3.31 Analyses of a Tire

Steady State Rolling Analysis1404

Simulation of a Tire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1404Run Job and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1417

More Results on Contact Friction Stresses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1420

Tire Bead Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1423

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1423

Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1423

Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1424

Overview of Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1425Detailed Session Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1425

29CONTENTS


29/2029

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1448

3.32 Transmission Tower

Chapter Overview1450

Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1450

Tower Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1450

Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1451Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1451

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1451

Overview of Steps. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1452

Detailed Session Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1452

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1500

3.33 Bracket

Chapter Overview1502

Background Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1502

Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1502Idealization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1502

Requirements for a Successful Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1502

Full Disclosure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1503


Detailed Session Description of the Linear Static Case . . . . . . . . . . . 1504

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1521

Dynamic Modal Shape Analysis1522


Detailed Session Description of the Modal Shape Analysis. . . . . . . . 1522

Dynamic Transient Analysis1526


Detailed Session Description of Dynamic Transient Analysis. . . . . . 1526

Marc Users Guide

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30/2029

Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1533

Pressure Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1533

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1534

3.34 Single Step Houbolt Dynamic Operator


Impact of a Ball on a Plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1536

Background Information. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1536

Eigenvalue Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1536

Transient Analysis1546

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1553

3.35 Dynamic Analyses of a Cantilever Beam

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1556

Modal Analysis1557

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1557

Modal Analysis1558

Harmonic Analysis1560Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1560

Harmonic Analysis and Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1560

Transient Analysis1563

Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1563

Analysis and Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1563

Damping Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1565

Over Hanging Beam Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1567

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1571

3.36 Plastic Spur Gear Pair Failure

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574

Gear Geometry. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1575

31CONTENTS


31/2029

Material Modeling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1576

Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1576

Failure Criteria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1577

Model Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1579

Experimental Test Machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1580

Results & Conclusions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1582

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1583

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1583

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1583

Animation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1584

3.37 Girkmann Verification Problem

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1586

Detailed Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1587

Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1589

Modeling Tips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1591

Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1596

Section 4: Heat Transfer Analysis

4.1 Thermal Contact Analysis of a Pipe


Pipe in a House. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1600

Mesh Generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1600




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Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1604


Save Model, Run Job, and View Results. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1607

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1612

4.2 Dynamics with Friction Heating

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1614

Friction Heat Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1616Run Jobs and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1623

Input Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1626

4.3 Radiation with Viewfactors

Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1628


Run Job and View Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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