耦合及约束方程讲座二、约束方程

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时间:2018-07-25

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1、耦合及约束方程讲座二、约束方程  约束方程提供了比耦合更通用的联系自由度的方法。有如下形式:这里U(I)是自由度,N是方程中项的编号。深圳ABAQUS培训www.xncae.com如何生成约束方程1.直接生成约束方程o直接生成约束方程:命令:CEGUI:MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn下面为一个典型的约束方程应用的例子,力矩的传递是由BEAM3单元与PLANE42单元(PLANE42单元无平面转动自由度)的连接来完成的:图12-1

2、建立旋转和平移自由度的关系如果不用约束方程则节点2处表现为一个铰链。下述方法可在梁和平面应力单元之间传递力矩,自由度之间满足下面的约束方程:ROTZ2=(UY3-UY1)/100=UY3-UY1-10*ROTZ2 相应的ANSYS命令为:CE,1,0,3,UY,1,1,UY,-1,2,ROTZ,-10o修改约束方程在PREP7或SOLUTION中修改约束方程中的常数项:命令:CECMODGUI:MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>ModifyConstrEqn

3、MainMenu>Preprocessor>Loads>Other>ModifyConstrEqnMainMenu>Solution>Other>ModifyConstrEqn如果要修改约束方程中的其它项,必须在求解前在PREP7中用使CE命令(或相应GUI途径)。2.自动生成约束方程o生成刚性区域CERIG命令通过写约束方程定义一个刚性区域。通过连接一主节点到许多从节点来定义刚性区。(此操作中的主自由度与减缩自由度分析的主自由度是不同的)命令:CERIGGUI:MainMenu>Preproc

4、essor>Coupling/Ceqn>RigidRegion将CERIG命令的Ldof设置为ALL(缺省),此操作将为每对二维空间的约束节点生成三个方程。这三个方程在总体笛卡尔空间确定三个刚体运动(UX、UY、ROTZ)。为在二维模型上生成一个刚性区域,必须保证X─Y平面为刚性平面,并且在每个约束节点有UX、UY和ROTZ三个自由度。类似地,此操作也可在三维空间为每对约束节点生成六个方程,在每个约束节点上必须有(UX、UY、UZ、ROTX、ROY和ROTZ)六个自由度。输入其它标记的Ldof域

5、将有不同的作用。如果此区域设置为UXYZ,程序在二维(X,Y)空间将写两个约束方程,而在三维空间(X、Y、Z)将写三个约束方程。这些方程将写成从节点的平移自由度和主节点的平移和转动自由度。类似地,RXYZ标记允许生成忽略从节点的平移自由度的部分方程。其它标记的Ldof将生成其它类型的约束方程。总之,从节点只需要由Ldof标记的自由度,但主节点必须有所有的平移和转动自由度(即二维的UX、UY和ROTZ;三维的UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ)。对由没有转动自由度单元组成的模型,应当考

6、虑增加一个虚拟的梁单元以在主节点上提供旋转自由度。o将疏密不同的已划分网格区域连在一起可将一个区域(网格较密)的已选节点与另一个区域(网格较稀)的已选单元用CEINTF命令(菜单途径MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegions)连起来生成约束方程。这项操作将不相容网格形式的区域“系”在一起。在两区域的交界处,从网格稠密的区域选择节点A,从网格粗糙区域选择单元B,用区域B单元的形函数,在相关的区域A和B界面的节点处写约束方程。ANSYS允许

7、这些节点位置使用两公差准则。节点在单元之外超过第一公差就认为节点不在界面上。节点贴近单元表面的距离小于第二公差则将节点移到表面上,见下图。对CEINTF命令有些限制:应力或热通量可能会不连续地穿过界面。界面区域的节点不能指定位移。可用每节点有六个自由度的单元接合6自由度实体。o从已有约束方程集生成约束方程集可用CESGEN命令从已有约束方程集生成约束方程。那么已有约束方程集内的节点编号将增加以生成另外的约束方程集。另外约束方程集的标记和系数保持与原集的一致。命令:CESGENGUI:MainMe

8、nu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/sameDOF使用约束方程的注意事项·所有的约束方程都以小转动理论为基础。因此,它应用在大转动分析中〔NLGEOM〕应当限制在约束方程所包含的自由度方向无重大变化的情况。·约束方程的出现将产生不可预料的反力和节点力结果。·由于相邻区域网格疏密不同,边界上的相容性仍然存在。但是当网格越密,这种不相容的危害就越小。

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