有限元及應(yīng)用講義

分析的對象的一些行為計(jì)算出的幾何項(xiàng)求解的自由度及應(yīng)力反作用力或節(jié)點(diǎn)力識別無效的結(jié)果1.分析的對象的一些基本的行為:重力方向總是豎直向下的離心力總是沿徑向向外的沒有一種材料能抵抗1,000,000psi的應(yīng)力軸對稱的物體幾乎沒有為零的環(huán)向應(yīng)力彎曲載荷造成的應(yīng)力使一側(cè)受壓，另一側(cè)受拉如果只有一個(gè)載荷施加在結(jié)構(gòu)上，檢驗(yàn)結(jié)果比較容易.如果有多個(gè)載荷，可單獨(dú)施加一個(gè)或幾個(gè)載荷分別檢驗(yàn)，然后施加所有載荷檢驗(yàn)分析結(jié)果.22.計(jì)算出的幾何項(xiàng)：

在輸出窗口中輸出的質(zhì)量特性，可能會揭示在幾何模型、材料屬性（密度）或?qū)嵆?shù)方面存在的錯(cuò)誤.3.檢驗(yàn)求解的自由度及應(yīng)力：確認(rèn)施加在模型上的載荷環(huán)境是合理的.確認(rèn)模型的運(yùn)動行為與預(yù)期的相符-無剛體平動、無剛體轉(zhuǎn)動、無裂縫等.確認(rèn)位移和應(yīng)力的分布與期望的相符，或者利用物理學(xué)或數(shù)學(xué)可以解釋.34.反作用力或節(jié)點(diǎn)力模型所有的反作用力應(yīng)該與施加的點(diǎn)力、壓力和慣性力平衡.在所有約束節(jié)點(diǎn)的豎直方向的反作用力...在所有約束節(jié)點(diǎn)水平方向的反作用力必須與水平方向的載荷平衡.所有約束節(jié)點(diǎn)的反作用力矩必須與施加的載荷平衡.注意包含在約束方程中自由度的反力，不包括由這個(gè)約束方程傳遞的力.…必須與施加的豎直方向的載荷平衡4反作用力和節(jié)點(diǎn)力(續(xù))在任意選取的單元字集中的節(jié)點(diǎn)力，應(yīng)與作用在結(jié)構(gòu)此部分的已知載荷向平衡，除非節(jié)點(diǎn)的符號約定與自由體圖上所示的相反.未選擇的單元上的豎直方向的節(jié)點(diǎn)總力...…必須與被選擇的單元上施加的豎直方向的載荷平衡注意包含在約束方程中自由度的反力，不包括由這個(gè)約束方程傳遞的力.5網(wǎng)格誤差估算局部細(xì)化P方法&舉例ANSYS網(wǎng)格劃分精度估算ANSYS網(wǎng)格誤差估計(jì)ANSYS通用后處理包含網(wǎng)格離散誤差估計(jì).誤差估計(jì)是依據(jù)沿單元內(nèi)邊界的應(yīng)力或熱流的不連續(xù)性，是平均與未平均節(jié)點(diǎn)應(yīng)力間的差值.Elem1Elem2savg=1100s=1200s=1000savg=1200s=1300s=1100(節(jié)點(diǎn)的ss是積分點(diǎn)的外插）7誤差估計(jì)作用條件：線性靜力結(jié)構(gòu)分析及線性穩(wěn)態(tài)熱分析大多數(shù)2-D或3-D實(shí)體或殼單元PowerGraphicsoff誤差信息:能量百分比誤差sepc單元應(yīng)力偏差sdsg單元能量偏差serr應(yīng)力上、下限smnbsmxb

ANSYS網(wǎng)格誤差估計(jì)8能量百分比誤差能量百分比誤差是對所選擇的單元的位移、應(yīng)力、溫度或熱流密度的粗略估計(jì).它可以用于比較承受相似載荷的相似結(jié)構(gòu)的相似模型.這個(gè)值的通常應(yīng)該在10%以下.如果不選擇其他單元，而只選擇在節(jié)點(diǎn)上施加點(diǎn)載荷或應(yīng)力集中處的單元，誤差值有時(shí)會達(dá)到50%或以上.SEPC~2%PowerGraphicoffMainmenu>generalpostproc>plotresults>deformedshape選：Def+undefedge9要檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)位置的網(wǎng)格離散應(yīng)力誤差，可以列出或繪制應(yīng)力偏差.某一個(gè)單元的應(yīng)力偏差是此單元上全部節(jié)點(diǎn)的六個(gè)應(yīng)力分量值與此節(jié)點(diǎn)的平均應(yīng)力值之差的最大值.應(yīng)力偏差：節(jié)點(diǎn)n的應(yīng)力矢量：所關(guān)心位置上的應(yīng)力偏差值～450psi(30,000psi應(yīng)力的1.5%)應(yīng)力偏差察看應(yīng)力偏差：PlotResults>ElementSolu>ErrorEstimation>Stressdeviation(SDSG)10舉例平均應(yīng)力為4421（nodalsolution）應(yīng)力偏差為689.598誤差=689.598/4421=15.53%（局部細(xì)化）每個(gè)單元的另另一種誤差值值是能量誤差差.它與單元上節(jié)節(jié)點(diǎn)應(yīng)力差值值有關(guān)的,用于計(jì)算選擇擇的單元的能能量百分比誤誤差.察看能量誤差：PlotResults>ElementSolu>ErrorEstimation>Energyerror(ENER).能量誤差12應(yīng)力上下限可可以確定由于于網(wǎng)格離散誤誤差對模型的的應(yīng)力最大值值的影響.顯示或列出的的應(yīng)力上下限限包括:估計(jì)的上限-SMXB估計(jì)的下限-SMNB應(yīng)力上下限限限并不是估計(jì)計(jì)實(shí)際的最高高或最小應(yīng)力力。它定義了了一個(gè)確信范范圍。如果沒有其他他的確鑿的驗(yàn)驗(yàn)證，就不能能認(rèn)為實(shí)際的的最大應(yīng)力低低于SMXB.例如:SMX=32750是節(jié)點(diǎn)解的實(shí)實(shí)際值SMXB=33200是估計(jì)的上限限XstressSMAX~32,750psiSMXB~33,200psi(difference~450psi~1.5%)應(yīng)力上下限13局部的細(xì)化采用plane42單元網(wǎng)格局部部細(xì)化與未細(xì)細(xì)化能量百分比誤差局部細(xì)化未細(xì)化DisplacementDMX=0.88E-03SEPC=14.442DMX=0.803E-03應(yīng)力偏差ElementSolution(SDSG)SMN=63.453SMX=426.86SDSGSMN=64.528SMX=689.589能量誤差估計(jì)ElementSolution(SERR)SMN=0.365E-03SMX=0.600595SERRSMN=0.005173SMX=0.38503應(yīng)力上下限Nodalsolution(SEQV)SMN=725.21SMNB=720.133SMX=4579SMXB=4623SEQVSMN=773.769SMNB=708.94SMX=4421SMXB=4999P方法及p單元的應(yīng)用P方法應(yīng)用控制制：P方法用于線彈彈性結(jié)構(gòu)分析析—實(shí)體和殼體。。P單元由以下5種單元：2-DQuadrilateral(Plane145)2-DTriangle(Plane146)3-DBrick(Solid147)3-DTetrehedron(Solid148)3-DShell(Solid150)規(guī)定0.1%局部應(yīng)力差，使用p方法計(jì)算的最大X方向應(yīng)力約為34,700psi(比普通h方法高出大約5%)P單元的位移形形函數(shù)u=a1+a2x+a3y+a4x2+a5xy+a6y2v=a7+a8x+a9y+a10x2+a11xy+a12y2P方法的優(yōu)點(diǎn)：：如果使用p-方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析析，可以依靠靠p單元自動調(diào)整整單元多項(xiàng)式式階數(shù)（2-8），達(dá)到收斂斂到設(shè)定的精精度.對這種方法的的相信程度，，與使用經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)有關(guān).151.選擇P方法作業(yè)GUI:MainMenu>Preference>P-Method定義一個(gè)P單元，P方法被激活。。2.建模建模過程與H-單元分析相同同，單元類型型必須用P單元（a）指定P單元水平定義局部P-水平等級定義P單元時(shí)用KeyOpt選項(xiàng)定義定義整體p-水平等級命令：PPRANGE,START,MAXGUI:MainMenu>Solution>P-Method>SetPRange(b)定義幾何模型型應(yīng)用用實(shí)體建模(c)用P單元分網(wǎng)。自自適應(yīng)應(yīng)網(wǎng)格對P方法是無效的的3.施加載荷、求求解應(yīng)用實(shí)體模型型加載，而不不是有限元模模型求解：推薦采采用條件共軛軛梯度法（PCG），但PCG對于殼體P單元無效4.后處理察看看結(jié)果P方法進(jìn)行靜力力分析的步驟驟舉例：platep.datE=30e6lb/in2V=0.29Thick=0.25in在節(jié)點(diǎn)（0，5，0）處的收斂標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為1%高級網(wǎng)格劃分分技術(shù)延伸網(wǎng)格劃分分映射網(wǎng)格劃分分層狀網(wǎng)格劃分分延伸網(wǎng)格劃分分&舉例將一個(gè)二維網(wǎng)網(wǎng)格延伸生成成一個(gè)三維網(wǎng)網(wǎng)格；三維網(wǎng)網(wǎng)格生成后去去掉二維網(wǎng)格格步驟：1.先生成橫截面面2.指定網(wǎng)格密度度并對面進(jìn)行行網(wǎng)格劃分3.拖拉面網(wǎng)格生生成體網(wǎng)格指定單元屬性性拖拉，完成體體網(wǎng)格劃分。。4.釋放已選的平平面單元舉例：飛機(jī)模模型機(jī)翼機(jī)翼沿著長度度方向輪廓一一致，且它的的橫截面由直直線和樣條曲曲線定義。機(jī)機(jī)翼的一端固固定在機(jī)體上上，另一端為為懸空的自由由端。采樣點(diǎn):A(0,0,0)B(2,0,0)C(2.3,0.2,0)D(1.9,0.45,0)E(1,0.25,0)斜度=0.25彈性模量Ex=38E03psi泊松比：0.3密度：D=1.033e-3slugs/in3截面寬度：10mm截面形狀：正正六變形手柄長度：20cm桿長：7.5cm導(dǎo)角半徑：1cm彈性模量：2.07E11pa延伸網(wǎng)格劃分分：作業(yè)映射網(wǎng)格劃分分有兩種主要的的網(wǎng)格劃分方方法:自由劃分和映映射劃分.自由劃分無單元形狀限限制.網(wǎng)格無固定的的模式.適用于復(fù)雜形形狀的面和體體.映射劃分面的單元形狀狀限制為四邊邊形,體的單元限制制為六面體(方塊).通常有規(guī)則的的形式,單元明顯成行行.僅適用于““規(guī)則的”面和體,如矩形和方方塊.自由網(wǎng)格易于生成;不須將復(fù)雜形形狀的體分解解為規(guī)則形狀狀的體.體單元僅包含含四面體網(wǎng)格格,致使單元數(shù)量量較多.僅高階(10-節(jié)點(diǎn))四面體單元較較滿意,因此DOF(自由度)數(shù)目可能很多多.映射網(wǎng)格通常包含較少少的單元數(shù)量量.低階單元也可可能得到滿意意的結(jié)果,因此DOF(自由度)數(shù)目較少.面和體必須形形狀“規(guī)則則”,劃分的網(wǎng)格必必須滿足一定定的準(zhǔn)則.難于實(shí)現(xiàn),尤其是對形狀狀復(fù)雜的體.映射網(wǎng)格劃分分網(wǎng)格劃分的優(yōu)優(yōu)缺點(diǎn)：...映射網(wǎng)格劃分分自由網(wǎng)格自由網(wǎng)格是面面和體網(wǎng)格劃劃分時(shí)的缺省省設(shè)置.生成自由網(wǎng)格格比較容易:導(dǎo)出MeshTool工具,劃分方式設(shè)為為自由劃分.推薦使用智能能網(wǎng)格劃分進(jìn)進(jìn)行自由網(wǎng)網(wǎng)格劃分,激活它并指定定一個(gè)尺寸級級別.存儲數(shù)據(jù)庫.按Mesh按鈕開始劃分分網(wǎng)格.按拾取器中[PickAll]選擇所有實(shí)體體(推薦).或使用命令VMESH,ALL或AMESH,ALL.映射網(wǎng)格劃分分&舉例映射網(wǎng)格劃分分由于面和體必必須滿足一定定的要求,生成映射網(wǎng)格格不如生成自自由網(wǎng)格容易易:面必須包含3或4條線(三角形或四邊邊形).體必須包含4,5,或6個(gè)面(四面體,三棱柱,或六面體).對邊的單元分分割必須匹配配.對三角形面或或四面體,單元分割數(shù)必必須為偶數(shù)....映射網(wǎng)格劃分分因此,映射網(wǎng)格劃分分包含以下三三個(gè)步驟:保證“規(guī)則則的”形狀,即,面有3或4條邊,或體有4,5,或6個(gè)面.指定尺寸和形形狀控制生成網(wǎng)格0...映射網(wǎng)格劃分分1.保證規(guī)則的形形狀在許多情況下下,模型的幾何形形狀上有多于于4條邊的面,有多于6個(gè)面的體.為了將它們轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成規(guī)則的的形狀,您可能進(jìn)行如如下的一項(xiàng)或或兩項(xiàng)操作:把面(或體)切割成小的,簡單的形狀.連接兩條或多多條線(或面)以減少總的邊邊數(shù)....映射網(wǎng)格劃分分切割（divide）可以通過布爾爾減運(yùn)算實(shí)現(xiàn)現(xiàn).您可以使用工工作平面,一個(gè)面,或一條線作作為切割工具具.有時(shí),生成一條新的的線或面會比比移動或定向向工作平面到到正確的方向向容易得多....映射網(wǎng)格劃分分連接操作是生成一條新新線(為網(wǎng)格劃分),它通過連接兩兩條或多條線線以減少構(gòu)成成面的線數(shù).使用LCCAT命令或Preprocessor>-Meshing-Concatenate>Lines,然后拾取須連連接的線.對面進(jìn)行連接接,使用ACCAT命令或Preprocessor>-Meshing-Concatenate>Areas若兩條線或兩兩個(gè)面相切交匯可考考慮用加(布爾)運(yùn)算連接這兩條線使其成為一個(gè)由4條邊構(gòu)成的面Concatenate

舉例：一個(gè)由六條線線圍成的面L1andL2areadded.NewLineL#L4andL5areconcatenated.產(chǎn)生四條線圍圍成的面，適適于網(wǎng)格劃分分Newconcatenatedline.原始邊的單元元數(shù)為4條連接邊的單元元數(shù)為8條...映射網(wǎng)格劃分分您也可以簡單單地通過一個(gè)個(gè)面上的3個(gè)或4個(gè)角點(diǎn)暗示一個(gè)連接.此時(shí),ANSYS內(nèi)在地生成一個(gè)連接接.在MeshTool中選擇Quadshape和Map網(wǎng)格.將3/4sided變?yōu)镻ickcorners.按Mesh鍵,拾取面,然后拾取3或4角點(diǎn)形成一規(guī)規(guī)則的形狀....映射網(wǎng)格劃分分使用連接時(shí)注注意:它僅僅是一個(gè)個(gè)網(wǎng)格劃分操操作,因而應(yīng)為網(wǎng)格格劃分前的最最后一步,在所有的實(shí)體體建模之后.這是因?yàn)?，?jīng)經(jīng)連接操作得得到的實(shí)體不不能在后續(xù)的的實(shí)體建模操操作中使用.可以通過刪除除產(chǎn)生的線或或面“undo(取消)”一個(gè)連接.連接面(為在體上映射射網(wǎng)格)通常比較復(fù)雜雜,因?yàn)槟矐?yīng)該該連接一些線線.只有在對相鄰鄰的兩個(gè)4邊形面作連接接時(shí)其中的線線會自動連接接....映射網(wǎng)格劃分分指定尺寸和形形狀控制這是映射網(wǎng)格格劃分3個(gè)步驟中的第第2步.選擇單元形狀狀非常簡單.在MeshTool中,對面的網(wǎng)格劃劃分選擇Quad,對體的網(wǎng)格劃劃分選擇Hex,點(diǎn)擊Map.其中通常采用用的尺寸控制制和級別如下下:線尺寸[LESIZE]級別較高.若指定了總體體單元尺寸,它將用于“未給定尺寸的的”線.缺省的單元尺尺寸[DESIZE]僅在未指定ESIZE時(shí)用于“未給定尺寸的的”線上.(智能網(wǎng)格劃分分無效.)...映射網(wǎng)格劃分分若您指定線的的分割數(shù),切記:對邊的分割數(shù)數(shù)必須匹配,但您只須指定定一邊的分割割數(shù).映射網(wǎng)格劃分分器將把分分割數(shù)自動傳傳送到它的對對邊.如果模型中有連接接(Concatenate)線,只能在原始(輸入)線上指定分割數(shù),而不能在合成線上上指定分割數(shù).每條初始線上指定定6份分割.此線上將自動使用用12份分割(合成線的對邊).其它兩條線上會采采用幾份分割呢呢?(后面的演示將會回回答這一問題.)...映射網(wǎng)格劃分生成映射網(wǎng)格只要保證了規(guī)則的的形狀并指定了了合適的份數(shù),生成網(wǎng)格將非常簡簡單.只須按MeshTool中的Mesh鍵,然后按拾取器中的的[PickAll]或選擇需要的實(shí)體體即可.映射網(wǎng)格劃分舉例例：輪說明用自由及映射網(wǎng)格格對輪模型進(jìn)行混混合的網(wǎng)格劃分.輪1.按指定的工作目錄錄，以“wheelb-3d”為作業(yè)名，進(jìn)入ANSYS.或清除ANSYS數(shù)據(jù)庫，改換作業(yè)業(yè)名為“wheelb-3d”:UtilityMenu>File>Clear&StartNew...UtilityMenu>File>ChangeJobname...2.恢復(fù)“wheelb.db1”數(shù)據(jù)庫文件:UtilityMenu>File>Resumefrom…選擇“wheelb.db”數(shù)據(jù)庫文件,然后選擇[OK]或用命令:RESUME,wheelb,db13.進(jìn)入前處理器，用用工作平面切分體:MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide>VolubyWrkPlane+拾取[PickAll]UtilityMenu>Plot>Volumes或用命令:/PREP7VSBW,1VPLOT4.平移工作平面到19號關(guān)鍵點(diǎn):UtilityMenu>WorkPlane>OffsetWPto>Keypoints+選擇如圖所示的19號關(guān)鍵點(diǎn),然后選擇[OK]或用命令:KWPAVE,195.以工作平面切分體體:MainMenu>Preprocessor>-Modeling-Operate>-Booleans-Divide>VolubyWrkPlane+拾取[PickAll]UtilityMenu>Plot>Volumes或用命令:VSBW,4VPLOT6.關(guān)閉工作平面，設(shè)設(shè)置總體單元尺寸寸為0.25:UtilityMenu>WorkPlane>DisplayWorkingPlaneMainMenu>Preprocessor>MeshTool…設(shè)置大小控制為Global，按[Set]設(shè)置SIZE=0.25按[OK]或用命令:WPSTYLEESIZE,0.257.用SOLID45單元，對四個(gè)外部部的體進(jìn)行映射網(wǎng)網(wǎng)格劃分(TYPE1):MainMenu>Preprocessor>MeshTool…在Shape下選擇“Hex”和“Mapped”:按[Mesh]拾取四個(gè)外部的體體(體號1,2,3,和5)按[OK]或用命令:MSHAPE,0,3DMSHKEY,1VMESH,1,3,1VMESH,58.用SOLID95單元，對內(nèi)部的體體進(jìn)行自由網(wǎng)格劃劃分(TYPE2):MainMenu>Preprocessor>MeshTool…單擊單元屬性（ElementAttributes）下的[Set]:TYPE=““2SOLID95”,然后選擇[OK]設(shè)置大小控制為Global，按[Set]設(shè)置SIZE=0.2按[OK]在Shape下選擇“Tet”和“Free”:按[Mesh]拾取內(nèi)部的體(體號6)按[OK]或用命令:TYPE,2ESIZE,0.2MSHAPE,1,3DMSHKEY,0VMESH,69.將SOLID95單元轉(zhuǎn)變?yōu)镾OLID92單元:MainMenu>Preprocessor>-Meshing-ModifyMesh>ChangeTets...按[OK]或用命令:TCHG,95,9210.選擇并畫出SOLID95四面體單元:UtilityMenu>Select>Entities...選擇“Elements”,“ByAttributes”,““Elemtypenum”設(shè)置Min,Max,Inc=2按[OK]UtilityMenu>Plot>Elements或用命令:ESEL,S,TYPE,,2EPLOT11.選擇“全部實(shí)體體”并保存數(shù)據(jù)庫庫:UtilityMenu>Select>EverythingUtilityMenu>Plot>ElementsUtilityMenu>File>Saveas…輸入數(shù)據(jù)庫文件名名“wheelb-3d-mesh.db”,然后選擇[OK]或用命令:ALLSEL,ALLEPLOTSAVE,wheelb-3d-mesh,db11.退出ANSYS:在工具條中選擇““QUIT”選擇“Quit-NoSave!”按[OK]或用命令:FINISH/EXIT,NOSAVE層狀網(wǎng)格劃分適用于2D情況，生成線性過過渡的自由網(wǎng)格平行于邊線方向的的單元尺寸相當(dāng)垂直于邊線方向的的單元尺寸和數(shù)目目急劇變化當(dāng)分析要求邊界單單元高精度時(shí)，層層狀網(wǎng)格很有用層狀網(wǎng)格劃分GUI：MainMenu:Preprocessor>MeshTool>Layer>Setbutton指定：線上的單元元尺寸，線上兩端端單元的比率和內(nèi)內(nèi)部網(wǎng)格層的厚度度。線間距比率（space）,對層狀劃分一般取取1.0內(nèi)部網(wǎng)格層厚度（（layer1）線上單元尺寸系數(shù)數(shù)：sizefactor=2沿線生成兩行尺寸寸均勻的單元外部網(wǎng)格層厚度（（layer2）這層的單元尺寸會會從layer1緩慢增加到總體單單元尺寸，layer2的厚度可以用一個(gè)個(gè)網(wǎng)格過渡系數(shù)如：Transitionfactor=2生成大約等于前面面垂直于線網(wǎng)格2倍尺寸的單元在完成此章的學(xué)習(xí)習(xí)之后，給出一個(gè)個(gè)已經(jīng)劃分好網(wǎng)格格的模型的數(shù)據(jù)庫庫文件，我們應(yīng)該該能夠使用耦合或或約束方程來建立立節(jié)點(diǎn)自由度之間間的聯(lián)系第一講耦合定義耦合設(shè)置說明耦合的三種普普遍應(yīng)用.采用3種不同的方法建立立耦合關(guān)系.第二講約束方程程定義“約束方程””說明約束方程的四四種普遍應(yīng)用采用四種不同的方方法生成約束方程程.47耦合設(shè)置耦合是使一組節(jié)點(diǎn)點(diǎn)具有相同的自由由度值.除了自由度值是由由求解器計(jì)算而非非用戶指定外，與與約束相類似。例如:如果節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2在UX方向上耦合，求解器將計(jì)算節(jié)點(diǎn)點(diǎn)1的UX值并簡單地把該值值賦值給節(jié)點(diǎn)2的UX。一個(gè)耦合設(shè)置是一一組被約束在一起起，有著同一方向向的節(jié)點(diǎn)(即一個(gè)自由度)。一個(gè)模型中可以定定義多個(gè)耦合，但但一個(gè)耦合中只能能包含一個(gè)方向的的自由度。48耦合的三種一般應(yīng)應(yīng)用1.施加對稱性條件：：耦合自由度常被用用來實(shí)施移動或循循環(huán)對稱條件.考慮在均勻軸向壓壓力下的空心長圓圓柱體，此3－D結(jié)構(gòu)可用下面右圖圖所示的2－D軸對稱模型表示.xyxy123451112131415由于結(jié)構(gòu)的對稱性性，上面的一排結(jié)結(jié)點(diǎn)在軸向上的位位移應(yīng)該相同492.無摩擦的界面如果滿足下列條件件，則可用耦合自自由度來模擬接觸觸面:表面保持接觸,此分析是幾何線性性的（小變形）忽略摩擦在兩個(gè)界面上，節(jié)節(jié)點(diǎn)是一一對應(yīng)的的.通過僅耦合垂直于于接觸面的移動來來模擬接觸.優(yōu)點(diǎn):分析仍然是線性的的無間隙收斂性問題題503.鉸接耦合可用來模擬力力耦松弛，例如鉸鉸鏈、無摩擦滑動動器、萬向節(jié)考慮一個(gè)2D的梁模型，每個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)上有三個(gè)自由由度ux、uy和rotz，A點(diǎn)為一鉸鏈連接。。將同一位置節(jié)點(diǎn)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，但但為于清楚起見，，在圖上分開顯示示。.為了模擬鉸接，將將同一位置兩個(gè)節(jié)節(jié)點(diǎn)的移動自由度度耦合起來，而不不耦合轉(zhuǎn)動自由度度51在循環(huán)對稱切面上上的對應(yīng)位置實(shí)施施自由度耦合。用耦合施加循環(huán)對對稱性52三種建立耦合關(guān)系系的方法進(jìn)入創(chuàng)建耦合關(guān)系系的菜單路徑:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs2.單擊OK1.拾取將要耦合的結(jié)結(jié)點(diǎn)3.輸入耦合設(shè)置參考考號，選擇自由度度卷標(biāo).4.單擊OK.53在零偏移量的一組組節(jié)點(diǎn)之間生成附附加耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodes3.單擊OK1.輸入現(xiàn)存耦合設(shè)置置的參考號.2.對每個(gè)設(shè)置指定新的自由度卷卷標(biāo).54在同一位置的節(jié)點(diǎn)點(diǎn)之間自動生成耦耦合關(guān)系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes1.指定自由度卷標(biāo).2.指定節(jié)點(diǎn)位置的容容差3.單擊OK55練習(xí)－用耦合關(guān)系來模模擬接觸在此練習(xí)中，將用用耦合/約束選項(xiàng)在兩部分分間產(chǎn)生耦合DOF設(shè)置來模擬接觸問問題1.恢復(fù)數(shù)據(jù)庫cpnorm.db1，并在圖形窗口中畫畫單元.2.在重合節(jié)點(diǎn)的所有有節(jié)點(diǎn)對上建立UY耦合關(guān)系a.選擇耦合重合的結(jié)結(jié)點(diǎn).b.拾取UY3.求解并進(jìn)行后處理理56約束方程程約束方程程定義節(jié)節(jié)點(diǎn)自由由度之間間的線性性關(guān)系約束方程程的特點(diǎn)點(diǎn)自由度卷卷標(biāo)的任任意組合合.任意節(jié)點(diǎn)點(diǎn)號.任意實(shí)際際的自由由度方向向――在不同的的節(jié)點(diǎn)上上ux可能不同同.例Constant=Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+...57四種約束束方程的的應(yīng)用1.連接不同同的網(wǎng)格格:實(shí)體與實(shí)實(shí)體的界界面2－D或3－D相同或相相似的單單元類型型單元面在在同一表表面上，，但結(jié)點(diǎn)點(diǎn)位置不重重合58建立轉(zhuǎn)動動自由度度和移動動自由度度之間的的關(guān)系2.連接不相相似的單單元類型型:殼與實(shí)體體垂直于殼殼或?qū)嶓w體的梁.593.建立剛性性區(qū)在某些特特殊情況況下，全全剛性區(qū)區(qū)給出了了約束方程程的另一一種應(yīng)用用全剛性區(qū)區(qū)和部分分剛性區(qū)區(qū)的約束束方程都可由由程序自自動生成成4.過盈裝配配與接觸耦耦合相似似，但在在兩個(gè)界界面之間間允許有過過盈量或或穿透典型方程程:0.01=UX(node51)-UX(node251)60四種建立約束束方程的的過