有限元rbe2與rbe3單元的區(qū)別

1、Rbe2 和 Rbe3 的區(qū)別與應(yīng)用Rbe2，n 個(gè)從節(jié)點(diǎn)與 1 個(gè)主節(jié)點(diǎn)建立剛性連接Rbe3，n 個(gè)主節(jié)點(diǎn)，1 個(gè)從節(jié)點(diǎn)，建立柔性連接不同的求解器，對(duì)兩種單元的使用和區(qū)別進(jìn)行討論。1. Radioss測試?yán)}如下。模型：10彈性模量：2e5 MPa泊松比：0.3 厚度：1 mm邊界條件：左右平板的兩邊約束，約束度為 123456加載：在中心位置 X 正向，1000 N1.1剛性連接（rbe2）建立上圖所示的模型，兩板之間創(chuàng)建剛性單元 Rbe2 連接。計(jì)算結(jié)果如下。10可以看到，兩邊節(jié)點(diǎn)之間是完全剛性的連接，rbe2 單元完全沒有變形。應(yīng)力分布情況為從結(jié)果可以說明，剛性單元一旦建立，從節(jié)點(diǎn)之間

2、將不相對(duì)位移。對(duì)于結(jié)構(gòu)而言，在剛性單元區(qū)域，增加了結(jié)構(gòu)的。力加在從節(jié)點(diǎn)上與加在主節(jié)點(diǎn)上，結(jié)果一致。1.2柔性連接（rbe3）將上面的例題剛性單元 rbe2 換成 rbe3 單元，計(jì)算結(jié)果如下度約束為 6 個(gè)這是在完全約束下，即主節(jié)點(diǎn)度與從節(jié)點(diǎn)度。Rbe3 單元節(jié)點(diǎn)之間有相對(duì)位移，并且從節(jié)點(diǎn)載荷將按照各主節(jié)點(diǎn)的權(quán)重分配給主節(jié)點(diǎn)。應(yīng)力分布情況如下所示。1.3分布力加載我們認(rèn)為，rbe3 單元的用途是將加載的力按照加權(quán)的方式分配到各個(gè)主節(jié)點(diǎn)上，如果此假設(shè)成立，則上述例題采用均布力加載，得到的結(jié)果將是一致的。有鑒于此，在左平板及右平板分別加載 500N 的力，得到位移的分布情況如下。與 rbe3 加載

3、對(duì)比如下結(jié)果完全一致。應(yīng)力分布對(duì)比如下所示。結(jié)果完全一致。1.4扭矩加載上述情況為施加力的作用下rbe2 與 rbe3 單元的區(qū)別，為了進(jìn)一步確定單元的性質(zhì)，測試扭矩作用下的性質(zhì)。模型形式如下。彈性模量：2e5 泊松比：0.3模型：內(nèi)徑 10 mm，外徑 20 mm，高 20 mm約束：外部約束 123456度加載：圓周中心加載 100000N.mm 的扭矩。Rbe3 單元計(jì)算結(jié)果位移分布情況應(yīng)力分布情況為了進(jìn)一步確定圓柱受力情況，在圓柱內(nèi)部加載圓周切。結(jié)果如下所示。位移分布情況如下。應(yīng)力分布情況如下:從施加扭矩的測試結(jié)果可以看出，采用 rbe3 單元與直接在模型節(jié)點(diǎn)上施加結(jié)果保持一致。切1.

4、5小結(jié)Rbe2 單元為剛性單元，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間剛體單元，主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間無相對(duì)以位移，從節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)之間無相對(duì)位移。Rbe3 單元為柔性單元，多個(gè)主節(jié)點(diǎn)與單個(gè)從節(jié)點(diǎn)連接。主節(jié)點(diǎn)的方式?jīng)Q定從節(jié)點(diǎn)的方式。加載時(shí)為避免應(yīng)力集中，在加載區(qū)域采用 rbe2 單元構(gòu)建剛性單元。在該單元區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)為剛性。對(duì)模型而言，在局部將增加剛性。加載時(shí)為避免應(yīng)力集中，在加載區(qū)域采用 rbe3 單元構(gòu)建柔性加載區(qū)域。施加荷載施加于 rbe3 單元的從節(jié)點(diǎn)上，載荷將以加權(quán)形式分布于主節(jié)點(diǎn)。各主節(jié)點(diǎn)之間有相對(duì)位移，對(duì)結(jié)構(gòu)增加局部。影響載荷分布的是權(quán)系數(shù)，與主從節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置無關(guān)。加載扭矩情況下，rbe3 單元從節(jié)點(diǎn)的扭

5、矩將以加權(quán)形式分布于主節(jié)點(diǎn)。影響載荷分布的是權(quán)系數(shù)，與主從節(jié)點(diǎn)的相對(duì)位置無關(guān)。對(duì)于實(shí)體單元?jiǎng)?chuàng)建 rbe3 單元施加扭矩，系統(tǒng)將扭矩?fù)Q算成切施加于相關(guān)節(jié)點(diǎn)，力的大小與權(quán)系數(shù)有關(guān)。同時(shí)，rbe3 單元度需約束扭轉(zhuǎn)度。在對(duì)結(jié)構(gòu)施加均布載荷的情況下，采用 rbe3 單元更加合理。在需要?jiǎng)傂赃B接的時(shí)候采用 rbe2 單元。Rbe2 單元的選用，將對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加的慎用。，所以要，連接螺栓，螺栓孔周圍以剛性單元 rbe2 進(jìn)行連接，因?yàn)槁菟茁菟ㄅc螺栓緊密連接，螺栓的方式與螺栓孔周圍結(jié)構(gòu)的方式應(yīng)該保持一致。螺栓周圍的受力情況難以計(jì)算清楚。對(duì)于約束，如果有很多點(diǎn)需要進(jìn)行約束，而為了簡化模型，可以創(chuàng)建這些節(jié)點(diǎn)之間的剛性連接，約束主節(jié)點(diǎn)即可。2. Abaqus2.1扭矩加載模型及加載情況與 1.4 章節(jié)的模型完全一致。求解器調(diào)用 Abaqus6.9-3。位移分布情況應(yīng)力分布情況位移與應(yīng)力分布情況完全一致。也就是說，Abaqus 求解器中的 rbe3 單元與Radioss 求解器中的 rbe3 單元的性質(zhì)完全一致。3. ANSYS剛性單元，或定義剛性區(qū)域，單元類型為 CERIG格式：CERIG, MASTE, SLAVE, Ldof, Ldof2, Ldof3, Ldof4,