ANSYS耦合與約束方程課件

耦合和約束方程September01,20031IntroductiontoANSYSPart2-Release5.7(001129)在完成此章的學(xué)習(xí)之后，給出一個(gè)已經(jīng)劃分好網(wǎng)格的模型的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，我們應(yīng)該能夠使用耦合或約束方程來建立節(jié)點(diǎn)自由度之間的聯(lián)系ModuleObjective第一講耦合3-1. 定義耦合設(shè)置3-2. 說明耦合的三種普遍應(yīng)用.3-3. 采用3種不同的方法建立耦合關(guān)系.第二講約束方程\3-4. 定義“約束方程”3-5. 說明約束方程的四種普遍應(yīng)用3-6. 采用四種不同的方法生成約束方程.LessonObjectives目標(biāo)September01,20032IntroductiontoANSYSPart2-Release5.7(001129)第一講

耦合

September01,20033IntroductiontoANSYSPart2-Release5.7(001129)耦合的一般應(yīng)用

1. 施加對(duì)稱性條件：耦合自由度常被用來實(shí)施移動(dòng)或循環(huán)對(duì)稱條件.考慮在均勻軸向壓力下的空心長(zhǎng)圓柱體，此3－D結(jié)構(gòu)可用下面右圖所示的2－D軸對(duì)稱模型表示.xyxy123451112131415由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，上面的一排結(jié)點(diǎn)在軸向上的位移應(yīng)該相同Objective3-2. 說明耦合的三種一般性應(yīng)用.5耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）

2.無摩擦的界面如果滿足下列條件，則可用耦合自由度來模擬接觸面:表面保持接觸,此分析是幾何線性的（小變形）忽略摩擦在兩個(gè)界面上，節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的.通過僅耦合垂直于接觸面的移動(dòng)來模擬接觸.

優(yōu)點(diǎn):分析仍然是線性的無間隙收斂性問題63.

鉸接

耦合可用來模擬力耦松弛松，例如鉸鏈、無摩擦滑動(dòng)器、萬向節(jié)耦合的一般性應(yīng)用（續(xù)）考慮一個(gè)2D的梁模型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有三個(gè)自由度ux、uy和rotz，A點(diǎn)為一鉸鏈連接。將同一位置節(jié)點(diǎn)的自由度ux、uy耦合起來。12A節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2處于同一位置，但為于清楚起見，在圖上分開顯示。.為了模擬鉸接，將同一位置兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)自由度耦合起來，而不耦合轉(zhuǎn)動(dòng)自由度7建立耦合關(guān)系

Objective3-3. 通過三種不同的辦法建立耦合關(guān)系進(jìn)入人為地創(chuàng)建耦合關(guān)系的菜單路徑:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFsProcedure1......2......3......

2. 單擊OK1. 拾取將要耦合的結(jié)點(diǎn)3. 輸入耦合設(shè)置參考號(hào)，選擇自由度卷標(biāo).4. 單擊OK.9建立耦合關(guān)系（續(xù)）在零偏移量的一組節(jié)點(diǎn)之間生成附加耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodesProcedure1......2......3......

3. 單擊OK1. 輸入現(xiàn)存耦合設(shè)置的參考號(hào).2. 對(duì)每個(gè)設(shè)置指定新的自由度卷標(biāo).10建立耦合關(guān)系（續(xù)）在同一位置的節(jié)點(diǎn)之間自動(dòng)生成耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodesProcedure1......2......3......

1. 指定自由度卷標(biāo).2. 指定節(jié)點(diǎn)位置的容差3. 單擊OK11約束方程

Objective3-4. 定義“約束方程”約束方程定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系約束方程的特點(diǎn)自由度卷標(biāo)的任意組合.任意節(jié)點(diǎn)號(hào).任意實(shí)際的自由度方向――在不同的節(jié)點(diǎn)上ux可能不同.例Constant=Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+...Definition13約束方程的應(yīng)用1.

連接不同的網(wǎng)格:實(shí)體與實(shí)體的界面2－D或3－D相同或相似的單元類型單元面在同一表面上，但結(jié)點(diǎn)位置不重合Objective3-5. 3－5說明約束方程的四種應(yīng)用.14約束方程的應(yīng)用（續(xù)）

建立轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和移動(dòng)自由度之間的關(guān)系2. 連接不相似的單元類型:殼與實(shí)體垂直于殼或?qū)嶓w的梁.154. 過盈裝配與接觸耦合相似，但在兩個(gè)界面之間允許有過盈量或穿透典型方程:0.01=UX(node51)-UX(node251)約束方程的應(yīng)用（續(xù)）17建立約束方程的過程Objective3-6. 采用四種不同的方法建立約束方程.人工建立約束方程的菜單路徑：MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqnProcedure1......2......3......

2. 單擊OK.1. 輸入常數(shù)項(xiàng)，節(jié)點(diǎn)號(hào)，自由度卷標(biāo)和方程系數(shù).18建立約束方程的過程（續(xù)）以現(xiàn)有的約束方程為基礎(chǔ)生成約束方程：1. 生成第一個(gè)約束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn.2. 生成其余的約束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameDOF.Procedure1......2......3......

生成的約束方程數(shù).現(xiàn)存約束方程中的節(jié)點(diǎn)增量3. 選擇OK生成的約束方程的起始序號(hào)，終止序號(hào)和增量19建立約束方程的過程（續(xù)）在相鄰的區(qū)域生成約束方程：1. 從網(wǎng)格較密的區(qū)域中選擇節(jié)點(diǎn)2. 從網(wǎng)格較稀的區(qū)域中選擇單元.MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegionsProcedure1......2......3......

3. 指定容差，此容差作為單元區(qū)域中最小單元長(zhǎng)度的比率.5. 單擊OK4. 在約束方程中將要使用的自由度21練習(xí)－在蝸輪葉片上建立約束方程

Exercise在此練習(xí)中，將使用約束方程將具有不同單元類型和不同網(wǎng)格的兩部分連接起來。這兩部分分別是渦輪葉片段及葉片連接的基座1. 恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)文件（eblade.db1）并在圖形窗口中顯示單元.2. 選擇基座上的單元（