耦合與約束方程

耦合與約束方程耦合與約束方程正如在模型中某些節(jié)點(diǎn)自由度(DOF)的約束一樣，耦合與約束方程用來建立節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動關(guān)系在本章，我們將討論何時如何來耦合節(jié)點(diǎn)自由度或?qū)懗黾s束方程討論的內(nèi)容是:A.耦合B.約束方程C.練習(xí)001290耦合與約束方程

A.耦合耦合是將一組節(jié)點(diǎn)強(qiáng)迫具有相同自由度值類似于約束，只不過其自由度值是有求解器計算而的而非有用戶指定例如:如果你耦合了節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2的X方向位移UX，那么求解器就會計算節(jié)點(diǎn)1的UX，而直接將同樣的值賦給節(jié)點(diǎn)2(即UX2=UX1)一個耦合集(coupledset)就是一組耦合了同一方向自由度的節(jié)點(diǎn)組你可以任意給定耦合集的號，但一個以上的耦合集中包含相同的自由度001290應(yīng)用:強(qiáng)迫對稱無摩擦交接面銷聯(lián)結(jié)耦合與約束方程

...耦合001290強(qiáng)迫對稱面耦合自由度常用于平移或轉(zhuǎn)動對稱，這樣能保證該平面截面仍為平面。例如:建一個圓盤扇區(qū)(周期對稱)，耦合兩個對稱邊的所有自由度建一個梳狀模型的半個“齒”(平移對稱),耦合其中一邊的所有自由度對稱邊界條件耦合這些節(jié)點(diǎn)所有自由度耦合與約束方程

...耦合001290無摩擦交接面接觸面有時可以用耦合自由度來模擬，只要滿足以下條件:表面始終保持接觸分析是幾何上線性的(即小變形)摩擦是可以忽略的兩表面的節(jié)點(diǎn)類型是一致的做法是，耦合每對重合節(jié)點(diǎn)的法向自由度XY耦合每個節(jié)點(diǎn)對的UY耦合與約束方程

...耦合001290銷聯(lián)結(jié)耦合可以用于模擬如鉸鏈和萬向節(jié)之類的銷聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)這是一種可稱為力矩釋放的手段:只耦合鉸結(jié)點(diǎn)的平移自由度而使轉(zhuǎn)動自由度為自由的例如，如果結(jié)點(diǎn)A是一個鉸鏈，只需將A點(diǎn)的兩個重合的節(jié)點(diǎn)UX和UY的自由度耦合起來，而ROTZ不耦合重合節(jié)點(diǎn)，為了清楚起見把它人為分開A耦合與約束方程

...耦合001290如何創(chuàng)建耦合集可以有幾種方法，究竟選擇哪一種有具體應(yīng)用決定耦合某一方向的一組節(jié)點(diǎn):選擇欲耦合的節(jié)點(diǎn)然后用CP命令或

Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs.例如，cp,,ux,all將耦合所選節(jié)點(diǎn)的X方向自由度UX耦合與約束方程

...耦合001290若要耦合重合節(jié)點(diǎn)對的自由度，按如下操作:首先確定所有欲耦合的節(jié)點(diǎn)已全部選擇然后用CPINTF命令或

Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes.例如，cpintf,uy

將耦合所有重合節(jié)點(diǎn)的Y方向自由度UY(缺省容差0.0001)耦合與約束方程

...耦合001290耦合有一定距離偏置的節(jié)點(diǎn)對，如周期對稱問題:首先確定所有欲耦合的節(jié)點(diǎn)已全部選擇然后用命令CPCYC

或菜單

Preprocessor>Coupling/Ceqn>OffsetNodes.例如，cpcyc,all,,1,0,30,0

將耦合有30o偏置節(jié)點(diǎn)的所有自由度耦合與約束方程

...耦合001290需要注意的幾點(diǎn):耦合集中的所有自由度方向(UX,UY,等)均與節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系(nodalcoordinatesystem)一致求解器只保留耦合集中的第一個自由度為主自由度(primeDOF)而把其它自由度忽略掉了作用在耦合節(jié)點(diǎn)上的力全部歸總作用在主自由度上在耦合自由度方向的約束只能施加在主自由度上耦合與約束方程

...耦合001290演示:恢復(fù)DB文件sector.db并求解(無耦合自由度)設(shè)置結(jié)果坐標(biāo)系RSYS=1，畫剪應(yīng)力SXY.注意“梁”的狀態(tài)(無耦合自由度)用擴(kuò)展顯示(點(diǎn)toolbar中的按鈕EXPAND12)，然后關(guān)閉擴(kuò)展顯示進(jìn)入前處理PREP7用CPCYC命令耦合節(jié)點(diǎn)(Coupling/Ceqn>OffsetNodes…>KCN=1,DY=30)求解設(shè)置結(jié)果坐標(biāo)系RSYS=1，畫剪應(yīng)力SXY.采用擴(kuò)展顯示耦合與約束方程

...耦合001290耦合與約束方程

B.約束方程約束方程constraintequation(CE)是用來定義節(jié)點(diǎn)之間自由度的線性關(guān)系如果你要耦合兩個自由度，其實(shí)是最簡單約束關(guān)系UX1=UX2.CE是更廣義的約束形式，它允許你用一個方程來表達(dá)，如：UX1+3.5*UX2=10.0.你可以在一個模型中定義任意數(shù)目的約束方程而且，一個約束方程中可以有任意多個節(jié)點(diǎn)合任意多個自由度的組合，其一般形式為:

Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+Coef3*DOF3+...=Constant001290約束方程的應(yīng)用:用于網(wǎng)格不一致界面的連接用于不同單元類型之間的連接創(chuàng)建剛性區(qū)域提供干涉匹配耦合與約束方程

...約束方程001290連接不一致網(wǎng)格如果兩個已劃分網(wǎng)格的物體，在相交面上的節(jié)點(diǎn)不一致，那么可以用約束方程來連接最簡單的辦法是用CEINTF命令(Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegions).需要選擇一種網(wǎng)格(通常是網(wǎng)格較密的一邊)上節(jié)點(diǎn)和另一種網(wǎng)格的單元自動計算約束方程中的各個系數(shù)和常數(shù)適合各種實(shí)體單元之間的連接(2-Dor3-D)耦合與約束方程

...約束方程001290不同單元類型之間的連接如果需要連接有不同自由度的單元類型，你可以通過約束方程來傳遞載荷:梁與實(shí)體單元或梁與垂直的殼單元?dú)づc實(shí)體單元等等用CE命令(Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn)耦合與約束方程

...約束方程001290創(chuàng)建剛性區(qū)域CEs通常用于把模型的某個部分“凝聚”成一個剛性區(qū)域施加在一個節(jié)點(diǎn)(主節(jié)點(diǎn))上的載荷將傳遞到剛性區(qū)域的所有節(jié)點(diǎn)上用CERIG命令(Preprocessor>Coupling/Ceqn>RigidRegion).耦合與約束方程

...約束方程001290提供干涉匹配類似于接觸耦合，但允許兩個面