耦合和约束方程

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1、一约束方程 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 是方程中项的总数。1.如何生成约束方程1.1直接生成约束方程(1)直接生成约束方程命令：CE           GUI:MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn下面是一个典型的约束方程应用的例子，力矩是由BEAM3单元与PLANE42单元（PLANE42单元无平面转动自由度）的连接来完成传递的：                           

2、                                     图1-1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,,3,UY,1,1,UY,-1,2,ROTZ,-10(2)修改约束方程在PREP7或SOLUTION中可以修改约束方程中的常数项：命令：CECMOD           GUI:

3、         MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>ModifyConstrEqn            MainMenu>Preprocessor>Loads>Other>ModifyConstrEqn            MainMenu>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）。1.2自动生成约束方程(1) 生成刚性区域CERIG命令通过写约

4、束方程定义一个刚性区域。通过连接一个主节点到许多从节点来定义刚性区。（注意：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：CERIG           GUI: MainMenu>Preprocessor>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

5、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

6、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，应当考虑增加一个虚拟的梁单元以在主节点上提供旋转自由度。(2) 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命令连起来生成约束方程。菜单途径：   MainMenu>Preprocessor>Co

7、upling/Ceqn>AdjacentRegions                                这项操作将不协调网格形式的区域“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。                             

8、  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。(3)  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：CESGEN             GUI:MainMenu>Preprocessor>Coupli