約束耦合方程課件

第三章

耦合和約束方程

2001年10月1日1ANSYS培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)在完成此章的學習之后，給出一個已經(jīng)劃分好網(wǎng)格的模型的數(shù)據(jù)庫文件，我們應該能夠使用耦合或約束方程來建立節(jié)點自由度之間的聯(lián)系ModuleObjective第一講耦合3-1. 定義耦合設置3-2. 說明耦合的三種普遍應用.3-3. 采用3種不同的方法建立耦合關系.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用3-6. 采用四種不同的方法生成約束方程.LessonObjectives第三章目標2001年10月1日2ANSYS培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)第一講

耦合

2001年10月1日3ANSYS培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)耦合的一般應用

1. 施加對稱性條件：耦合自由度常被用來實施移動或循環(huán)對稱條件.考慮在均勻軸向壓力下的空心長圓柱體，此3－D結構可用下面右圖所示的2－D軸對稱模型表示.xyxy123451112131415由于結構的對稱性，上面的一排結點在軸向上的位移應該相同Objective3-2. 說明耦合的三種一般性應用.5耦合的一般性應用（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）忽略摩擦在兩個界面上，節(jié)點是一一對應的.通過僅耦合垂直于接觸面的移動來模擬接觸.

優(yōu)點: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、無摩擦滑動器、萬向節(jié)耦合的一般性應用（續(xù)）考慮一個2D的梁模型，每個節(jié)點上有三個自由度ux、uy和rotz，A點為一鉸鏈連接。將同一位置節(jié)點的自由度ux、uy耦合起來。12A節(jié)點1和節(jié)點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，將同一位置兩個節(jié)點的移動自由度耦合起來，而不耦合轉動自由度7建立耦合關系

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

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

3. 單擊OK1. 輸入現(xiàn)存耦合設置的參考號.2. 對每個設置指定新的自由度卷標.10建立耦合關系（續(xù)）在同一位置的節(jié)點之間自動生成耦合關系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodesProcedure1......2......3......

1. 指定自由度卷標.2. 指定節(jié)點位置的容差3. 單擊OK11練習 －耦合循環(huán)對稱邊界

Exercise1. 以作業(yè)名“cprot”進入ANSYS2. 恢復數(shù)據(jù)庫文件“cprot.db1”并在圖形窗口中畫單元.3. 在總體柱坐標系下，生成具有Y的增量為30的節(jié)點復制件.a. 將當前坐標系變?yōu)榭傮w柱坐標系.b. 在當前坐標系中，以Y＝30的增量拷貝所有的結點.4. 在同一位置的節(jié)點上生成適當?shù)鸟詈详P系.a. Choosecouplecoincidentnodes.b. ChooseAllAppropriate.5. 不選擇附在單元上的節(jié)點.a. 選擇entity,nodeattachedto.b. 選擇unselect，并單擊apply.6. 將新節(jié)點拷貝回原始位置(DY=-30,INC=0).在此練習中，由生成耦合DOF設置來模擬有循環(huán)對稱性的模型的接觸問題13練習 －耦合循環(huán)對稱邊界（續(xù)）a. 以Y＝－30的增量拷貝所有節(jié)點.b. 對節(jié)點號增量輸入0.7. 選擇everythry8. 對所有處于同一位置的節(jié)點進行merge操作

a.Numberingcontrols>Mergeitems.b. 關掉警告信息.9. 將所有的節(jié)點坐標系轉到總體柱坐標系a. MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Move/Modify>RotatenodeCStoactiveCS.b. 拾取all10. 求解并進行后處理.14第二講

約束方程2001年10月1日15ANSYS培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)培訓教程–版本5.5–XJTUMSSV(001129)約束方程的應用1.

連接不同的網(wǎng)格:實體與實體的界面2－D或3－D相同或相似的單元類型單元面在同一表面上，但結點位置不重合Objective3-5. 3－5說明約束方程的四種應用.17約束方程的應用（續(xù)）

建立轉動自由度和移動自由度之間的關系2. 連接不相似的單元類型:殼與實體垂直于殼或實體的梁.183. 建立剛性區(qū)在某些特殊情況下，全剛性區(qū)給出了約束方程的另一種應用全剛性區(qū)和部分剛性區(qū)的約束方程都可由程序自動生成約束方程的應用（續(xù)）19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，節(jié)點號，自由度卷標和方程系數(shù).21建立約束方程的過程（續(xù)）以現(xiàn)有的約束方程為基礎生成約束方程：1. 生成第一個約束方程: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)點增量3. 選擇OK生成的約束方程的起始序號，終止序號和增量22建立約束方程的過程（續(xù)）

通過“剛性區(qū)”來建立約束方程MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>RigidRegion>拾取將要連在一起的結點，然后單擊OKProcedure1......2......3......

1. 選擇將要使用的剛性區(qū)的類型（自由度設置）2. 單擊OK23練習－在蝸輪葉片上建立約束方程

Exercise在此練習中，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