《自由度耦合》PPT课件

自由度耦合技术 耦合及约束方程 就如同自由度约束允许模型的一些节点，耦合及约束方程能将节点 的运动联系起来 内容提要 : A. 耦合 B. 约束方程 耦合及约束方程 耦合 耦合 是强迫一个节点集有相同的自由度的方式 与约束类似，不同在于自由度值通常是由求解器计算出来而不是由用 户去指定。 例如 : 如果将节点 1和节点 2的 UX自由度耦合起来，求解器将会计算节 点 1的 UX， 并将相同的 UX值分配给节点 2。 耦合集是在一个方向上耦合的一组节点 在一个模型中可以定义任意数目的耦合集，但不要在多于一个耦合 集中包括相同的自由度 耦合及约束方程 耦合 一般应用 : 强制对称 无摩擦界面 铰联接 耦合及约束方程 耦合 强制对称 耦合自由度常用于强制平移或旋转对称。这将保证平面截面仍保持为平面 : 模拟圆盘的一个扇区 (循环对称 ), 耦合两个对称边界节点对的所有自由度 模拟梳状模型的半个齿（平移对称 ), 耦合一侧的所有节点的自由度 这个边界的对 称边界条件 耦合这些节点的所有自由度 耦合及约束方程 耦合 无摩擦界面 若满足下列条件，一个接触表面可以用耦合自由度来模拟 : 表面已知保持接触 分析为几何线性的 (小变形 ) 摩擦可以忽略 两个表面的节点形式相同 X Y 耦合每一节点 对的 UY自由度 耦合及约束方程 耦合 铰链 耦合可用于模拟铰联接。如铰链及万向节 通过力矩释放 : 耦合一点的平移自由度并剩下旋转自由度不耦合 例如 , 如果在 A处的重合节点在 UX及 UY方向耦合，而 ROTZ不耦 合， A点是一个铰链。 Coincident nodes, shown separated for clarity. A 耦合及约束方程 耦合 生成耦合集的方法 在一个方向上耦合节点集 : 耦合重合节点对 : 通过一定的偏距耦合节点对，如循环对称 : 耦合及约束方程 耦合 需要注意的 : 耦合集中的自由度方向 (UX, UY,等 .)是在节点坐标系下。 求解器将保留节点集的第一个自由度作为主自由度并消除其余自由度 施加到耦合节点上的力 (在耦合自由度方向上 )将求和并施加到主节点上 耦合自由度方向的约束将施加到主节点上。 耦合及约束方程 B. 约束方程 约束方程 (CE) 定义节点自由度之间的线性关系 如果耦合两自由度 , 它们间的关系为 UX1 = UX2. CE 是更一般的耦合形式，允许写诸如 UX1 + 3.5*UX2 = 10.0.的约束方 程 在模型中可以定义任意数目的 CEs 而且，一个 CE可以有任意数目的节点和任意组合的自由度。一般 形式为 : Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + Coef3 * DOF3 + . = 常数 耦合及约束方程 .约束方程 一般应用 : 连结不相同的网格 Connecting dissimilar meshes 连结不相同的单元类型 Connecting dissimilar element types 生成刚性区 Creating rigid regions 提供干涉配合 耦合及约束方程 .约束方程 连结不同网格 如果两个已划分网格的物体是相邻的但节点形式不同，可以创建 Ces来连 结它们 最容易的方式即用 CEINTF 命令 (Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regions). 要求首先选择一侧网格（通常是较细的网 格）的节点和另一侧网格的单元 自动计算所有必要的系数和常数 对所有的二维或三维实体到实体单元 耦合及约束方程 .约束方程 连结不同的单元类型 如果需要将不同的自由度集的不同的单元类型连结在一起，需要写约束方 程来传递载荷 : 梁到实体或梁垂直于壳 壳到实体 等等 CE命令 (Preprocessor Coupling/Ceqn Constraint Eqn) 典型用于这种 情况 耦合及约束方程 .约束方程 创建刚性区 Ces常用于将模型的部分结成刚性区 施加到一个节点（主节点）上的载荷将传递适当的载荷给刚性区的 其它节点 用 CERIG 命令 (或 Preprocessor Coupling/Ceqn Rigid Region). 耦合及约束方程 .约束方程 提供过盈配合 与接触耦合类似，但允许两表面间的过盈或间隙 典型方程 : 0.01 = UX (node 51) - UX (node 251)