17耦合和約束方程

耦合和約束方程 第17章 January30 2001Inventory 0014433 2 3 耦合和約束方程 正如自由度約束能約束模型中確定的節(jié)點一樣 耦合和約束方程可以建立節(jié)點間的位移關(guān)系 本章主要討論何時需要建立 怎樣建立節(jié)點間的耦合和約束方程 主要內(nèi)容 A 耦合B 約束方程C 專題 January30 2001Inventory 0014433 3 耦合和約束方程A 耦合 耦合是使一組節(jié)點具有相同的自由度值 除了自由度值是由求解器計算而非用戶指定外 與約束相類似 例如 如果節(jié)點1和節(jié)點2在UX方向上耦合 求解器將計算節(jié)點1的UX值并簡單地把該值賦值給節(jié)點2的UX 一個耦合設(shè)置是一組被約束在一起 有著同一方向的節(jié)點 即一個自由度 一個模型中可以定義多個耦合 但一個耦合中只能包含一個方向的自由度 January30 2001Inventory 0014433 4 耦合和約束方程 耦合 一般應(yīng)用 施加對稱條件無摩擦界面鉸接 January30 2001Inventory 0014433 5 耦合和約束方程 耦合 施加對稱條件耦合自由度常被用來施加移動或循環(huán)對稱性條件 這可以保證平面截面依然是平面 例如 對圓盤扇區(qū)模型 循環(huán)對稱 應(yīng)使兩個對稱邊界上的對應(yīng)節(jié)點在各個自由度上耦合 對鋸齒形模型的半齒模型 平移對稱 應(yīng)使一個邊上的節(jié)點在各自由度上耦合 關(guān)于此邊對稱 這些節(jié)點的所有自由度都要耦合 January30 2001Inventory 0014433 6 耦合和約束方程 耦合 無摩擦界面如果滿足下列條件 則可用耦合自由度模擬接觸面 表面保持接觸幾何線性分析 小變形 忽略摩擦在兩個面上 節(jié)點是一一對應(yīng)的通過耦合垂直于接觸面的重合節(jié)點來模擬接觸面 January30 2001Inventory 0014433 7 耦合和約束方程 耦合 鉸接耦合可用來模擬鉸接 如 萬向節(jié) 鉸鏈借助力矩釋放可模擬鉸接 只耦合連接節(jié)點間的位移自由度 不耦合旋轉(zhuǎn)自由度例如 下圖中 若A處重合兩節(jié)點在UX UY方向上耦合 旋轉(zhuǎn)不耦合 則A連接可模擬成鉸接 January30 2001Inventory 0014433 8 耦合和約束方程 耦合 怎樣創(chuàng)建耦合設(shè)置根據(jù)使用不同 可用多種方法進行耦合設(shè)置 將節(jié)點進行同方向耦合 選擇所需要的設(shè)置 接著使用CP命令或orPreprocessor Coupling Ceqn CoupleDOFs 例如 cp ux all是把所有選擇節(jié)點在UX方向上耦合 January30 2001Inventory 0014433 9 耦合和約束方程 耦合 同一位置節(jié)點間的耦合 首先確保所有要耦合的節(jié)點都被選擇 接著使用命令CPINTF或Preprocessor Coupling Ceqn CoincidentNodes 例如 cpintf uy同一位置的所有節(jié)點在UY上耦合 包含0 0001的缺省誤差 January30 2001Inventory 0014433 10 耦合和約束方程 耦合 不在同一位置節(jié)點間的耦合 如循環(huán)對稱 首先確保所有要耦合的節(jié)點都被選擇 然后使用命令CPCYC或Preprocessor Coupling Ceqn OffsetNodes 例如 cpcyc all 1 0 30 0把圓心角相差30 的對應(yīng)節(jié)點的各自由度進行耦合 注 當前KCN選項是總體柱坐標系 January30 2001Inventory 0014433 11 耦合和約束方程 耦合 記憶要點 耦合中的自由度方向 UX UY 等 是節(jié)點坐標系中的方向 求解器只保留耦合中的第一個自由度 并把它作為主自由度 而不保留其余自由度 施加在耦合節(jié)點上的載荷 在耦合自由度方向 求和后作用在主節(jié)點上 耦合自由度上的約束只能施加在主節(jié)點上 January30 2001Inventory 0014433 12 耦合和約束方程 耦合 演示 恢復(fù)文件sector db并求解 無耦合自由度 設(shè)置RSYS 1 畫出SXY 注意無耦合時的 梁 特性 顯示擴展繪圖 使用EXPAND12的工具按鈕 然后關(guān)閉擴展進入前處理PREP7 使用cpcyc命令耦合節(jié)點 Coupling Ceqn OffsetNodes KCN 1 DY 30 求解設(shè)置RSYS 1 畫出SXY顯示擴展的圖形改變DSCALE 1 重新畫圖 January30 2001Inventory 0014433 13 耦合和約束方程B 約束方程 約束方程定義了節(jié)點自由度間的線性關(guān)系 若兩個自由度耦合 它們的簡單關(guān)系是UX1 UX2 約束方程是耦合的更一般形式 允許寫諸如UX1 3 5 UX2 10 0的約束方程 在一個模型中可以定義任意多個約束方程 另外 一個約束方程可以包含任意數(shù)量的節(jié)點和自由度的集合 約束方程的一般形式是 Coef1 DOF1 Coef2 DOF2 Coef3 DOF3 Constant January30 2001Inventory 0014433 14 耦合和約束方程 約束方程 一般應(yīng)用于 連接不同的網(wǎng)格連接不同類型的單元建立剛性區(qū)過盈裝配 January30 2001Inventory 0014433 15 耦合和約束方程 約束方程 連接不同的網(wǎng)格兩個已劃分網(wǎng)格的實體部分在某個面相連接 若它們的節(jié)點不相同 可以通過建立約束方程來建立連接 處理此類情況最容易的方法是使用CEINTF命令 Preprocessor Coupling Ceqn AdjacentRegions 首先選擇網(wǎng)格劃分較細的對象的節(jié)點和另一方的單元 自動計算所有必要的系數(shù)和常數(shù) 適合于實體單元對實體單元 2 D或3 D January30 2001Inventory 0014433 16 耦合和約束方程 約束方程 連接不同類型的單元如果需要連接自由度集不同的單元類型 則要求寫出約束方程以便于從一類單元向另一類單元傳遞載荷 梁與實體或垂直于殼的梁殼與實體等 本內(nèi)容典型的命令是 CE命令 Preprocessor Coupling Ceqn ConstraintEqn January30 2001Inventory 0014433 17 耦合和約束方程 約束方程 建立剛性區(qū)約束方程通常被用來模擬剛性區(qū) 作用在節(jié)點 主節(jié)點 上的載荷將被恰當?shù)胤峙涞絼傂詤^(qū)的其它節(jié)點上 使用CERIG命令 或Preprocessor Coupling Ceqn RigidRegion January30 2001Inventor