基于Marc的汽車(chē)密封條有限元分析與二次開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 基于Marc的汽車(chē)密封條有限元 分析與其二次開(kāi)發(fā)學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械工程與自動(dòng)化班 級(jí) 機(jī)自0902學(xué) 生 清杰學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 宋衛(wèi)衛(wèi)二一三 年 五 月 二十四 日20 / 24摘 要采用非線(xiàn)性有限元分析軟件MSC.Marc對(duì)車(chē)窗和車(chē)門(mén)密封條受力過(guò)程進(jìn)行分析，并掌握了它們的整個(gè)分析過(guò)程，對(duì)整個(gè)分析過(guò)程進(jìn)行進(jìn)一步的研究和簡(jiǎn)化，來(lái)提高工作效率。而對(duì)于各種不同的密封條的分析有些過(guò)程是一樣的，因此可以對(duì)其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，省略其中的繁瑣的過(guò)程，而MSC.Marc支持Python程序的調(diào)用，使用PyMentat模塊來(lái)建立或修改模型時(shí)，Python腳本就會(huì)發(fā)送一系列命令給MSC.

2、Marc Mentat，這些命令和選擇適當(dāng)?shù)牟藛芜x項(xiàng)時(shí)提交的命令是一樣的，也就是說(shuō)Python腳本程序命令MSC.Marc軟件執(zhí)行相應(yīng)的操作，來(lái)進(jìn)行不同程度的建模、分析以與后處理。所以采用Python語(yǔ)言進(jìn)行一系列的編程，簡(jiǎn)化了車(chē)窗和車(chē)門(mén)密封條的有限元分析過(guò)程，而且通過(guò)PyMentat模塊在Python腳本中使用MSC.Marc Mentat PARAMETERS可以很簡(jiǎn)單的進(jìn)行變量的輸入，在調(diào)用Python程序前可輸入要改變的變量，例如受力的大小等。關(guān)鍵詞：MSC.Marc；密封條；python程序；有限元分析ABSTRACTBy using the nonlinear finite ele

3、ment analysis software MSC.Marc for window and door seal force process analysis, and grasp the whole analysis process are simplified, and further research on the whole process of analysis, to improve work efficiency.Analysis of sealing strip for a variety of some process is the same, so it can be tw

4、o times the development of its, omit the tedious process, while the MSC.Marc Python program to support the call, to create or modify the model using the PyMentat module, the Python script will send a series of commands to the MSC.Marc Mentat, these commands and select the appropriate options menu to

5、 submit orders is the same, that is to say the Python script commands of MSC.Marc software implementation of the corresponding operation, to varying degrees of modeling, analysis and processing. So a series of programming using Python language, simplify the finite element window and door seal analys

6、is process, but also through the PyMentat module in the Python script using the MSC.Marc Mentat PARAMETERS can be very simple for variable input, input to change the variables in the calling Python program, for example, force size etc.Keywords： MSC.Marc; seal; Python program; finite element analysis

7、目 錄摘要IABSTRACTII1 前言11.1 汽車(chē)密封條研究背景與意義11.2 密封條的介紹11.3 Marc軟件的簡(jiǎn)介11.4 Python程序簡(jiǎn)介22車(chē)窗密封條的有限元分析32.1 車(chē)窗密封條分析參數(shù)的確定32.2 車(chē)窗密封條網(wǎng)格模型的建立32.3 接觸條件定義52.4 車(chē)窗密封條分析的后處理結(jié)果53車(chē)門(mén)密封條的有限元分析73.1 車(chē)門(mén)密封條介紹與分析參數(shù)的確定73.2 車(chē)門(mén)密封條網(wǎng)格模型的建立73.3 邊界條件定義83.4 車(chē)門(mén)密封條分析的后處理結(jié)果84針對(duì)密封條分析的Marc軟件的二次開(kāi)發(fā)114.1 Marc軟件與Python聯(lián)系114.2 Python開(kāi)發(fā)流程114.2 Pyth

8、on語(yǔ)言基本應(yīng)用124.3 車(chē)窗密封條分析的程序代碼125結(jié)論175.1 總結(jié)175.2 展望17參考文獻(xiàn)19致201 前言1.1 汽車(chē)密封條研究背景與意義中國(guó)汽車(chē)的數(shù)量越來(lái)越多，而中國(guó)的汽車(chē)制造水平還有很大的提高。密封條是汽車(chē)的重要組成部分，對(duì)于汽車(chē)的密封性能起到了主要作用。密封條遍布汽車(chē)各部，有車(chē)窗密封條、車(chē)門(mén)密封條、后備箱密封條等，填補(bǔ)了車(chē)體間的間隙，對(duì)汽車(chē)起到了很好的密封盒保護(hù)作用。好的密封條可以大大提高汽車(chē)的總體性能和使用壽命，因此密封條的設(shè)計(jì)是非常有必要的。對(duì)于對(duì)密封條新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造，目前已經(jīng)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，利用先進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，來(lái)對(duì)密封條進(jìn)行設(shè)計(jì)模擬分析，改善密封

9、條結(jié)構(gòu)，提高密封條性能。由于汽車(chē)密封條材料的復(fù)雜性、結(jié)構(gòu)的特殊性、接觸載荷和邊界的非線(xiàn)性等因素，因此應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)手段，可以提高預(yù)測(cè)能力，降低開(kāi)發(fā)試制成本。目前，在汽車(chē)密封條結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，國(guó)密封條企業(yè)已有長(zhǎng)足進(jìn)步，數(shù)家先進(jìn)企業(yè)已經(jīng)成功推廣應(yīng)用了CAD/CAE技術(shù)，適用了汽車(chē)制造廠(chǎng)家的要求。將計(jì)算機(jī)輔助試驗(yàn)(CAE)技術(shù)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、質(zhì)量改進(jìn)、缺陷分析、壽命預(yù)測(cè)等方面,可以有效地縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。CAE技術(shù)在密封條的設(shè)計(jì)方面起到了非常大的作用，通過(guò)CAE技術(shù)可以分析密封條的受力情況、溫度影響，使用壽命等，提高了密封條的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。本文主要簡(jiǎn)單模擬了密封條的受力過(guò)

10、程，并對(duì)起分析過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化。1.2 密封條的介紹轎車(chē)車(chē)身有一個(gè)很重要的密封件，就是用合成橡膠制成的密封條，又稱(chēng)為防護(hù)性成型鑲條。主要應(yīng)用在車(chē)門(mén)門(mén)框、側(cè)面車(chē)窗、前后檔風(fēng)玻璃、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋和行箱蓋上，起到密封的作用，另外也起到減振保護(hù)的作用。密封條的制作材料主要是聚氯乙烯（PVC）、乙丙烯橡膠（EPDM）、合成橡膠改性聚丙烯（PP-EPDM）等，通過(guò)擠壓成型或者注射成型等方法制成。1.3 Marc軟件的簡(jiǎn)介MSC.Marc是功能齊全的高級(jí)非線(xiàn)性有限元軟件，具有極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)分析能力。為滿(mǎn)足工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的各種需求，提供了層次豐富、適應(yīng)性強(qiáng)、能夠在多種硬件平臺(tái)上運(yùn)行的系列產(chǎn)品?？梢蕴幚砀鞣N線(xiàn)性和非線(xiàn)性結(jié)構(gòu)

11、分析包括：線(xiàn)性/非線(xiàn)性靜力分析、模態(tài)分析、簡(jiǎn)諧響應(yīng)分析、頻譜分析、隨機(jī)振動(dòng)分析、動(dòng)力響應(yīng)分析、自動(dòng)的靜/動(dòng)力接觸、屈曲/失穩(wěn)、失效和破壞分析等。為滿(mǎn)足工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的各種需求，提供了層次豐富、適應(yīng)性強(qiáng)、能夠在多種硬件平臺(tái)上運(yùn)行的系列產(chǎn)品。它提供了豐富的結(jié)構(gòu)單元、連續(xù)單元和特殊單元的單元庫(kù)，幾乎每種單元都具有處理大變形幾何非線(xiàn)性，材料非線(xiàn)性和包括接觸在的邊界條件非線(xiàn)性以與組合的高度非線(xiàn)性的超強(qiáng)能力。MSC Marc是世界著名的非線(xiàn)性有限元分析軟件，并且MSC Marc軟件擁有300多個(gè)具有特定功能的開(kāi)發(fā)程序公共塊和100多個(gè)用戶(hù)子程序。用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求調(diào)用特定的用戶(hù)程序模塊。對(duì)于MSC M

12、arc有限元分析的用戶(hù)子程序的應(yīng)用的成功案例所國(guó)外有很多，特別是在用戶(hù)對(duì)材料屬性的定義、復(fù)雜邊界條件定義等方面特別成功。MSC Marc軟件為用戶(hù)提供了實(shí)用的、完善的、多層次的二次開(kāi)發(fā)功能，以MSC Marc已有的軟件為基礎(chǔ)平臺(tái)，可以開(kāi)發(fā)出很多典型的材料本構(gòu)、邊界條件的用戶(hù)分析子程序，從而形成自身的可長(zhǎng)期持續(xù)應(yīng)用和發(fā)展的非線(xiàn)性有限元分析系統(tǒng)。MSC Marc嵌入了Python腳本程序，可以通過(guò)腳本編程來(lái)完成MSC Marc的很多操作，本設(shè)計(jì)就是應(yīng)用Python進(jìn)行編程來(lái)簡(jiǎn)化MSC Marc的分析過(guò)程，對(duì)車(chē)窗和車(chē)門(mén)密封條的分析過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，提高了工作效率。1.4 Python程序簡(jiǎn)介Pytho

13、n 是一門(mén)優(yōu)雅而健壯的編程語(yǔ)言，它繼承了傳統(tǒng)編譯語(yǔ)言的強(qiáng)大性和通用性，同時(shí)也借鑒了簡(jiǎn)單腳本和解釋語(yǔ)言的易用性，是容易上手且功能強(qiáng)大的程序語(yǔ)言。Python是免費(fèi)的，雖然它并不是唯一一個(gè)免費(fèi)的編程語(yǔ)言，但不同的是它提供了豐富的技術(shù)支持。人們可以不用購(gòu)買(mǎi)任何軟件，而且不用擔(dān)心問(wèn)題就可以編寫(xiě)、發(fā)布Python程序。Python語(yǔ)言寫(xiě)的程序不需要編譯成二進(jìn)制代碼。你可以直接從源代碼運(yùn)行程序。在計(jì)算機(jī)部，Python解釋器把源代碼轉(zhuǎn)換成稱(chēng)為字節(jié)碼的中間形式，然后再把它翻譯成計(jì)算機(jī)使用的機(jī)器語(yǔ)言并運(yùn)行。事實(shí)上，由于你不再需要擔(dān)心如何編譯程序，如何確保連接正確的庫(kù)等等，所有這一切使得使用Python更加簡(jiǎn)單

14、。由于你只需要把你的Python程序拷貝到另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，它就可以工作了，這也使得你的Python程序更加易于移植。Python非常易于使用，并且可用于腳本程序，針對(duì)Marc軟件而嵌入了Python程序，方便使用者進(jìn)行Marc的二次開(kāi)發(fā)。它的設(shè)計(jì)混合了傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的軟件工程的特點(diǎn)和腳本語(yǔ)言的易用性。Python語(yǔ)言很適合用作其他應(yīng)用程序的擴(kuò)展語(yǔ)言，例如可以用Python來(lái)擴(kuò)展CAD、Marc等設(shè)計(jì)軟件的功能。2 車(chē)窗密封條的有限元分析2.1 車(chē)窗密封條分析參數(shù)的確定由于車(chē)窗密封條與車(chē)窗玻璃的相互作用過(guò)程中表現(xiàn)出了非常復(fù)雜的力學(xué)特性，而且車(chē)窗密封條材料屬于橡膠類(lèi)材料，根據(jù)橡膠材料的特性，分析

15、中涉與復(fù)雜的非線(xiàn)性有限元分析過(guò)程，所以利用功能強(qiáng)大的非線(xiàn)性有限元軟件MSC Marc對(duì)車(chē)窗密封條進(jìn)行非線(xiàn)性接觸分析。車(chē)窗密封條材質(zhì)為橡膠，橡膠材料的單軸拉伸實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)如圖2.1所示。通過(guò)Mentat的實(shí)驗(yàn)曲線(xiàn)擬合功能得到Ogden的模型參數(shù)，并分析在車(chē)窗關(guān)閉的過(guò)程中密封條橡膠的位置變化與應(yīng)力云圖。圖2.1 材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)2.2 車(chē)窗密封條網(wǎng)格模型的建立利用Marc軟件畫(huà)出玻璃和密封條曲線(xiàn)模型，對(duì)密封條曲線(xiàn)添加均勻種子點(diǎn)，然后進(jìn)行四邊形網(wǎng)格劃分。網(wǎng)格劃分后共有911個(gè)單元，車(chē)窗密封條有限元網(wǎng)格如圖2.2所示。由于玻璃壓縮過(guò)程中的車(chē)窗密封條的變形主要是截面面積方向的變形，長(zhǎng)度方向變形不

16、大，所以可將密封條變形過(guò)程認(rèn)為是平面應(yīng)變過(guò)程，可按照平面應(yīng)變問(wèn)題來(lái)建模，這樣可以減小模型的規(guī)模，從而大大提高分析效率，建模時(shí)，可將密封條厚度設(shè)置為1mm。圖2.2 車(chē)窗密封條有限元網(wǎng)格對(duì)車(chē)窗密封條進(jìn)行材料屬性定義，將實(shí)驗(yàn)測(cè)出的材料單軸拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)擬合成Ogden材料，并且施加到所以單元上。擬合后的材料應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)如圖2.3所示。圖2.3 擬合后的材料應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)2.3 接觸條件定義車(chē)窗玻璃相對(duì)于密封條而言，剛度無(wú)限大，故可視玻璃為剛性體，并將密封條為可變形體。在變形體與剛體的接觸過(guò)程中，變形體的力和位移是通過(guò)與之相接觸的剛體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，剛體的運(yùn)動(dòng)描述通過(guò)給定位移來(lái)描述，定義玻璃向X方向移

17、動(dòng)10個(gè)單位，玻璃位置表如圖2.4所示。圖2.4 玻璃位置表然后進(jìn)行接觸體定義，邊界條件的定義和載荷工況定義，最后創(chuàng)建作業(yè)。2.4 車(chē)窗密封條分析的后處理結(jié)果設(shè)置顯示等效Cauchy應(yīng)力圖和位移圖，指定好要處理的變量Equivalent Von Mises Stress。玻璃未插入車(chē)窗密封條時(shí)如圖2.5所示，玻璃插入時(shí)車(chē)窗密封條變形圖和應(yīng)力分布云圖如圖2.6所示。圖2.5 玻璃未插入車(chē)窗密封條圖2.6 玻璃插入時(shí)車(chē)窗密封條變形圖和應(yīng)力分布云圖3 車(chē)門(mén)密封條的有限元分析3.1 車(chē)門(mén)密封條介紹與分析參數(shù)的確定車(chē)門(mén)頭道密封條的結(jié)構(gòu)有兩種，一種為全海綿膠泡管，另一種由密實(shí)膠基體和海綿膠組成。這種密封膠

18、粘貼或鑲嵌在車(chē)門(mén)上，與門(mén)框密封條配合，以增加車(chē)門(mén)與車(chē)體的密封作用。車(chē)門(mén)密封條主要用于車(chē)門(mén)的固定、防塵與密封。主要由具有良好彈性和抗壓縮變形、耐老化、臭氧、化學(xué)作用、較寬的使用溫度圍（-40+120）的三元乙丙橡膠(EPDM)橡膠發(fā)泡與密實(shí)復(fù)合而成，含獨(dú)特的金屬夾具和舌形扣，堅(jiān)固耐用，利于安裝。 主要應(yīng)用在車(chē)門(mén)門(mén)扇門(mén)框，起到防水、防塵、隔音、隔溫、減震、裝飾等作用。3.2 車(chē)門(mén)密封條網(wǎng)格模型的建立在Marc軟件里用貝塞爾曲線(xiàn)和支線(xiàn)畫(huà)出車(chē)門(mén)密封條的曲線(xiàn)輪廓，設(shè)置好均勻分布的種子點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行四邊形網(wǎng)格劃分，車(chē)窗密封條有限元網(wǎng)格如圖3.1所示。由于車(chē)門(mén)密封條壓縮過(guò)程主要是截面方向的變形，所以可以認(rèn)為密

19、封條的變形方式是平面應(yīng)變，因此可以簡(jiǎn)化為平面分析。在Marc建模時(shí)采用四邊形單元建模時(shí)，將密封條厚度設(shè)置為1mm。圖3.1車(chē)窗密封條有限元網(wǎng)格3.3 邊界條件定義將車(chē)門(mén)密封條下端固定，約束X、Y方向的自由度，如圖3.1所示施加變化的力模擬車(chē)門(mén)關(guān)開(kāi)過(guò)程的受力情況，作用力的表格如圖3.2所示。玻璃位置表如圖2.4所示。圖3.2 玻璃位置表然后進(jìn)行材料特性定義，定義橡膠材料采用Mooney模型，將設(shè)置為8、設(shè)置為2,。再進(jìn)行載荷工況定義，最后創(chuàng)建作業(yè)，激活創(chuàng)建的兩個(gè)工況，單元類(lèi)型選擇為四節(jié)點(diǎn)四邊形平面應(yīng)變?nèi)e分Herrmann單元（Marc中編號(hào)80）。選取等效柯西應(yīng)力作為后處理的數(shù)據(jù)。3.4 車(chē)門(mén)

20、密封條分析的后處理結(jié)果設(shè)置只顯示變形后的網(wǎng)格，設(shè)置顯示應(yīng)變?cè)茍D，指定好要處理的變量等效柯西應(yīng)力（Equivalent of Cauchy Stress）。記錄的車(chē)門(mén)關(guān)開(kāi)過(guò)程中的密封條的等效柯西應(yīng)力圖如圖3.3到圖3.5所示。圖3.3 車(chē)門(mén)關(guān)閉前密封條應(yīng)力圖圖3.4 車(chē)門(mén)關(guān)閉后密封條應(yīng)力圖圖3.5 車(chē)門(mén)關(guān)閉又開(kāi)開(kāi)后密封條應(yīng)力圖4 針對(duì)密封條分析的Marc軟件的二次開(kāi)發(fā)4.1 Marc軟件與Python聯(lián)系在MSC.Marc 軟件中執(zhí)行一個(gè)操作時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，一是出現(xiàn)一個(gè)新的菜單屏幕，二是提交了一個(gè)命令。本設(shè)計(jì)二次開(kāi)發(fā)的原理就是利用了第二條，用Python腳本語(yǔ)言編出一系列的命令，當(dāng)在Marc

21、軟件里加載Python程序時(shí)，Pyhton就會(huì)將這一系列命令發(fā)送給MSC.Marc Mentat，然后Marc就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作。例如，如果用戶(hù)選擇下面幾何屬性定義的菜單：Geometric PropertiesNew(Structural)Planar Plane Strain PropertiesThickness 1 Elements Add All Existing用戶(hù)就會(huì)看到在MSC.Marc Mentat對(duì)話(huà)區(qū)域會(huì)出現(xiàn)一下命令：*new_geometry *geometry_type mech_planar_pstrain *geometry_param norm_to_plane

22、_thick 1 *geometry_option cdilatation:on *geometry_option assumedstrn:on*add_geometry_elements all_existing因此，如果用戶(hù)想用Python腳本來(lái)執(zhí)行幾何屬性的定義，就是把以上命令傳遞給MSC.Marc Mentat軟件，告訴它執(zhí)行此過(guò)程進(jìn)行幾何屬性的定義，這樣Marc軟件就會(huì)完成Python腳本發(fā)出的命令。用Python語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的好處是Marc軟件可以直接調(diào)用Python程序。不需要像其它語(yǔ)言似的需要建立各種連接才能正常使用。而且用于Python程序的開(kāi)發(fā)軟件小，非常實(shí)用和方便。本

23、設(shè)計(jì)就是用Python 3.3軟件進(jìn)行的程序編寫(xiě)。4.2 Python開(kāi)發(fā)流程 熟悉Marc操作過(guò)程中的常用命令，在Python程序編寫(xiě)時(shí)開(kāi)發(fā)流程如圖4.1所示。圖4.1 Python腳本開(kāi)發(fā)流程4.2 Python語(yǔ)言基本應(yīng)用對(duì)于Python與Marc的之間的連接調(diào)用，就得從py_mentat包中調(diào)入所有信息，只需要在Python腳本程序第一行加入以下程序語(yǔ)句，來(lái)建立它們之間的連接，不需要進(jìn)行其它任何設(shè)置。from py_mentat import *同樣，使用PyPostt模塊的Python腳本需要按下面語(yǔ)法調(diào)入py_post模塊：from py_post import *一些Python

24、函數(shù)（或子程序）被創(chuàng)建用來(lái)生成網(wǎng)格。在定義一個(gè)Python函數(shù)時(shí)，需要使用復(fù)合語(yǔ)句def，語(yǔ)法形式如下：def NAME ( args ) :冒號(hào)后面的容即為該函數(shù)的組成部分，在書(shū)寫(xiě)上它們必須要縮進(jìn)一格。函數(shù)中的代碼書(shū)寫(xiě)結(jié)束后，新的代碼不能夠繼續(xù)保持縮進(jìn)，應(yīng)該在原位置開(kāi)始書(shū)寫(xiě)。在本設(shè)計(jì)的Python代碼中，大部分地方創(chuàng)建了一個(gè)字符串，然后使用子程序py_send將其發(fā)送到MSC.Marc Mentat中執(zhí)行。就是用來(lái)傳遞命令給Mrac軟件進(jìn)行相應(yīng)的操作。在Python中也可以直接在子程序py_send的參數(shù)中直接創(chuàng)建字符串，然后傳遞給子程序py_send發(fā)送給MSC.Marc Mentat，例

25、如在如下的語(yǔ)句中：py_send("*add_nodes %f %f %f" % (x, y, z)需要發(fā)送的命令和浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)直接在子程序py_send的調(diào)用參數(shù)中指定。4.3 車(chē)窗密封條分析的程序代碼#該語(yǔ)句將PyMentat模塊調(diào)入到Python腳本中，對(duì)于需要訪(fǎng)問(wèn)PyMentat模塊的Python腳本。from py_mentat import *#幾何屬性的定義。def geom_pr(): py_send("*new_geometry *geometry_type mech_planar_pstrain") py_send("*geo

26、metry_param norm_to_plane_thick 1") py_send("*geometry_option cdilatation:on") py_send("*geometry_option assumedstrn:on") py_send("*add_geometry_elements all_existing") return#材料屬性的定義。將實(shí)驗(yàn)測(cè)出的材料單軸拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)擬合成Ogden材料，并且施加到所有單元。def mate_pr(): py_send("*new_md_table

27、 1 1") py_send("*table_name tension") py_send("*set_md_table_type 1 experimental_data") py_send("*table_add") py_send("0 0") py_send("0.9 100") py_send("1.6 250") py_send("1.9 300") py_send("2.2 500") py_send("

28、2.4 600") py_send("2.6 700") py_send("2.9 1000") py_send("*table_fit") py_send("*new_mater standard *mater_option general:state:solid") py_send("*mater_name rubber") py_send("*mater_option structural:type:ogden") py_send("*xcv_tab

29、le uniaxial tension") py_send("*xcv_model ogden") py_send("*xcv_mode uniaxial on") py_send("*xcv_positive on") py_send("*xcv_checks yes") py_send("*xcv_compute") py_send("*xcv_apply_curr") py_send("*xcurve_fill") py_send(&quo

30、t;*current_graphics_window model:1") py_send("*add_mater_elements all_existing") return#定義剛體玻璃位置表和接觸體。def glass_po(): py_send("*new_md_table 1 1) py_send("*table_name glassl") py_send("*set_md_table_type 1 time") py_send("*table_add") py_send("0

31、 0") py_send("1 10") py_send("*table_fit") py_send("*new_contact_body *contact_deformable") py_send("*contact_body_name rubber") py_send("*add_contact_body_elements all_existing") py_send("*new_contact_body *contact_rigid") py_send(&qu

32、ot;*contact_body_name glass") py_send("*contact_option control:position") py_send("*contact_value px 1") py_send("*cbody_param_table px glassl") py_send("*add_contact_body_curves 2 3 1 #") py_send("*new_contact_table") py_send("*contact_tab

33、le_entry 1 2") py_send("*contact_table_option $ctbody1 $ctbody2 touching") return#定義邊界條件。約束密封條外側(cè)所有節(jié)點(diǎn)的自由度。def boun_con(): py_send("*new_apply *apply_type fixed_displacement") py_send("*apply_dof x *apply_dof_value x") py_send("*apply_dof y *apply_dof_value y&qu

34、ot;) py_send("*add_apply_nodes 295 294 293 292 291 #") return#進(jìn)行網(wǎng)格重劃分設(shè)置。def re_mesh(): py_send("*new_adapg *adapg_type advfront_quad") py_send("*adapg_option increment_crit:on") py_send("*adapg_param increment_freq 1") py_send("*adapg_rmsh_body rubber&quo

35、t;) return#定義載荷工況。激活載荷，采用分布加載方式，總時(shí)間為1s。def load_case(): py_send("*new_loadcase *loadcase_type struc:static") py_send("*add_loadcase_loads apply1") py_send("*loadcase_ctable ctable1") py_send("*add_loadcase_adapgs adapg1") py_send("*loadcase_option multicr

36、iteria") return#創(chuàng)建作業(yè)。激活工況，選取等效Cauchy應(yīng)力作為后處理的數(shù)據(jù)。def job_s(): py_send("*new_job *job_class structural set($anl_class_job,true)") py_send("*add_job_loadcases lcase1") py_send("*add_job_applys apply1") py_send("*job_option frictype:coulomb_roll") py_send(&quo

37、t;*job_contact_table ctable1") py_send("*job_param max_el 1000") py_send("*job_option strain:large") py_send("*add_post_var von_mises") py_send("*add_post_var eel_strain") py_send("*job_option dimen:pstrain") py_send("set($threed_anl_dim,fa

38、lse) set($axisym_anl_dim,false) set($planar_anl_dim,true)") py_send("*element_type 80 all_existing") return#主程序?qū)?zhí)行以上子程序def main(): geom_pr() mate_pr() glass_po() boun_con() re_mesh() load_case() job_s() return5 結(jié) 論5.1 總結(jié)經(jīng)過(guò)幾個(gè)周的設(shè)計(jì)使我對(duì)有限元分析方面有了更多的認(rèn)識(shí)，對(duì)Marc軟件的應(yīng)用有了基本的了解，能夠進(jìn)行一些容的分析工作。對(duì)于非線(xiàn)性分析方

39、面有了一些認(rèn)識(shí)，認(rèn)識(shí)到有限元分析在工程應(yīng)用方面的重要性。雖然在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多坎坷，一開(kāi)始方向就錯(cuò)了，以為用Fortran語(yǔ)言可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Marc的二次開(kāi)發(fā)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)fortran比較難實(shí)現(xiàn)，Python能夠輕松實(shí)現(xiàn)，于是又改用Python語(yǔ)言。在編寫(xiě)程序過(guò)程中要不斷的嘗試，有時(shí)一點(diǎn)小小的錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致程序的失敗，所以在編程的過(guò)程中必須非常的細(xì)心，沒(méi)當(dāng)調(diào)試過(guò)了一個(gè)程序就會(huì)豁然開(kāi)朗，感覺(jué)自己犯的錯(cuò)誤是多么的不應(yīng)該！希望在以后的工作中能夠不斷豐富這方面的知識(shí)并將其應(yīng)用到工作當(dāng)中。 剛開(kāi)始時(shí)Marc軟件都不會(huì)，而且界面全是英文的，感覺(jué)完了，做不出來(lái)了，可是一路過(guò)來(lái)我明白了很多，有些東西不是表面看起來(lái)那

40、么的難，不要被嚇到，只要你去試著去學(xué)習(xí)，就會(huì)感覺(jué)它并不是想的那么難，要敢于面對(duì)。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)容的總結(jié)如下：（1） 有限元分析(CAE)。通過(guò)MARC分析軟件，分析設(shè)計(jì)密封條的結(jié)構(gòu)和受力變形行為，通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬密封條在裝車(chē)過(guò)程中所受的應(yīng)力和應(yīng)變分析，驗(yàn)證或優(yōu)化改進(jìn)密封條的結(jié)構(gòu)與材料設(shè)計(jì)。（2） 經(jīng)過(guò)對(duì)MARC的二次開(kāi)發(fā)，每次汽車(chē)密封條的分析過(guò)程不需要經(jīng)過(guò)各種條件定義就可以直接進(jìn)行分析，調(diào)入程序，得出分析結(jié)果。通過(guò)對(duì)汽車(chē)密封條分析過(guò)程的二次開(kāi)發(fā)，大大縮短了時(shí)間提高了工作效率。5.2 展望隨著工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，有越來(lái)越多的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，包括復(fù)雜的幾何形狀、復(fù)雜的載荷作用、復(fù)雜的支撐約束等問(wèn)題需要去分

41、析研究。必須對(duì)復(fù)雜問(wèn)題作出簡(jiǎn)化，才能提高工作效率。未來(lái)CAE技術(shù)會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，本研究能夠很好的應(yīng)用到CAE技術(shù)中，對(duì)于一樣分析過(guò)程的分析完全可以調(diào)用同一Pyhon程序，大大縮短有限元分析的過(guò)程。但是本設(shè)計(jì)在以下方面還需要作進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)。（1）通用性問(wèn)題，在不同版本marc軟件里一樣的操作執(zhí)行的命令可能不一樣，這樣的話(huà)針對(duì)Marc2011編寫(xiě)的Python程序就可能不能應(yīng)用于其他版本的Marc，因此在通用性方面還需要進(jìn)一步的研究和改善。（2）復(fù)雜分析問(wèn)題的解決，就需要用到fortran語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程，而Python語(yǔ)言可以嵌入到fortran里，如果能將其結(jié)合起來(lái)也許能夠解決復(fù)雜分析的問(wèn)題，在這方面還有很大的提高余地。（3）在程序修改方面需要用到其他軟件來(lái)編寫(xiě)，而編寫(xiě)完了又不能確定程序是否可用，必須調(diào)入到Marc里才知道程序的好壞，所以在以后的設(shè)計(jì)中希望能夠?qū)⒕幊誊浖苯忧度氲組arc軟件里，這樣可以直接在Marc軟件里編寫(xiě)程序和調(diào)試程序，這樣就方便多了，就像autocad里的AutoLISP二次開(kāi)發(fā)技術(shù)的應(yīng)用一樣。如果在能夠解決以上這些缺點(diǎn)的話(huà)，我相信本設(shè)計(jì)在以后能夠得到很好的發(fā)展和應(yīng)用。參 考 文 獻(xiàn)1 超，丹丹，火紅. 全新Marc實(shí)例教程與常見(jiàn)問(wèn)題解析M. ：中國(guó)水利水電，2012.2 Campbell.Python編程實(shí)