ANSYS软件-耦合和约束方程.ppt

第三章耦合和约束方程 第三章 目标 在完成此章的学习之后，给出一个已经划分好网格的模型的数据库文件，我们应该能够使用耦合或约束方程来建立节点自由度之间的联系 第一讲耦 合 耦合设置 一个耦合设置是一组被约束在一起，有着相同大小，但值未知的自由度 耦合设置的特点： 只有一个自由度卷标－如：ux,uy或temp 可含有任意节点数 任意实际的自由度方向－ux在不同的节点上可能是不同的 主、从自由度的概念 加在主自由度上的载荷 耦合的一般应用 1. 施加对称性条件： 耦合自由度常被用来实施移动或循环对称条件. 考虑在均匀轴向压力下的空心长圆柱体，此3－D结构可用下面右图所示的2－D轴对称模型表示. 耦合的一般性应用（续） 2. 无摩擦的界面 如果满足下列条件，则可用耦合自由度来模拟接触面: 表面保持接触, 此分析是几何线性的（小变形） 忽略摩擦 在两个界面上，节点是一一对应的. 通过仅耦合垂直于接触面的移动来模拟接触. 优点: 分析仍然是线性的 无间隙收敛性问题 耦合的一般性应用（续） 3. 铰接 耦合可用来模拟力耦松弛松，例如铰链、无摩擦滑动器、万向节 耦合的一般性应用（续） 建立耦合关系 建立耦合关系（续） 建立耦合关系（续） 练习－用耦合关系来模拟接触 练习 －耦合循环对称边界 练习 －耦合循环对称边界（续） 第二讲 约束方程 约束方程 约束方程定义节点自由度之间的线性关系 约束方程的特点 自由度卷标的任意组合. 任意节点号. 任意实际的自由度方向――在不同的节点上ux可能不同. 例 Constant = Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + ... 约束方程的应用 1. 连接不同的网格: 实体与实体的界面 2－D或3－D 相同或相似的单元类型 单元面在同一表面上，但结点 位置不重合 约束方程的应用（续） 建立转动自由度和移动自由度之间的关系 约束方程的应用（续） 3. 建立刚性区 在某些特殊情况下，全刚性区给出了约束方程的另一种应用 全刚性区和部分刚性区的约束方程都可由程序自动生成 约束方程的应用（续） 4. 过盈装配 与接触耦合相似，但在两个界面之间允许有过盈量或穿透 典型方程: 0.01 = UX (node 51) - UX (node 251) 建立约束方程的过程 建立约束方程的过程（续） 建立约束方程的过程（续） 建立约束方程的过程（续） 练习－在蜗轮叶片上建立约束方程 Introduction to ANSYS Part 2 - Release 5.5 (001129) Module Objective 第一讲 耦合 3-1. 定义耦合设置 3-2. 说明耦合的三种普遍应用. 3-3. 采用3种不同的方法建立耦合关系. 第二讲 约束方程 \ 3-4. 定义“约束方程” 3-5. 说明约束方程的四种普遍应用 3-6. 采用四种不同的方法生成约束方程. Lesson Objectives Objective 3-1. 定义“耦合设置” Definition x y x y 1 2 3 4 5 11 12 13 14 15 由于结构的对称性，上面的一排结点在轴向上的位移应该相同 Objective 3-2. 说明耦合的三种一般性应用. 考虑一个2D的梁模型，每个节点上有三个自由度ux、uy和rotz，A点为一铰链连接。将同一位置节点的自由度ux、uy耦合起来。 1 2 A 节点1和节点2处于同一位置，但为于清楚起见，在图上分开显示。. 为了模拟铰接，将同一位置两个节点的移动自由度耦合起来，而不耦合转动自由度 在循环对称切面上的对应位置实施自由度耦合。 用耦合施加循环对称性 Objective 3-3. 通过三种不同的办法建立耦合关系 进入人为地创建耦合关系的菜单路径: Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Couple DOFs Procedure 1. ..... 2. ..... 3. ..... 2. 单击OK 1. 拾取将要耦合的结点 3. 输入耦合设置参考号，选择自由度卷标. 4. 单击OK. 在零偏移量的一组节点之间生成附加耦合关系: Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Gen w/Same Nodes Procedure 1. ..... 2. ..... 3. ..... 3. 单击OK 1. 输入现存耦合设置的参考号. 2. 对每个设置指定新的自由度卷标. 在同一位置的节点之间自动生成耦合关系: Main Menu: Preprocessor Coupling /