耦合

IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 耦合与约束方程 001290 12 Dec 1999 3-2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 耦合与约束方程 • 正如在模型中某些节点自由度(DOF)的约束一样，耦合与约束方程 用来建立节点与节点的运动关系 • 在本章，我们将讨论何时如何来耦合节点自由度或写出约束方程 • 讨论的内容是: A. 耦合 B. 约束方程 C. 练习 001290 12 Dec 1999 3-3 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 耦合与约束方程 A. 耦合 • 耦合 是将一组节点强迫具有相同自由度值 – 类似于约束，只不过其自由度值是有求解器计算而的而非有用户指定 – 例如: 如果你耦合了节点1和节点2的X方向位移 UX，那么求解器就会 计算节点1的UX，而直接将同样的值赋給节点2(即UX2=UX1) – 一个耦合集(coupled set) 就是一组耦合了同一方向自由度的节点组 – 你可以任意给定耦合集的号，但一个以上的耦合集中包含相同的自由 度 001290 12 Dec 1999 3-4 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 应用: • 强迫对称 • 无摩擦交接面 • 销联结 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-5 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 强迫对称面 • 耦合自由度常用于平移或转动对称，这样能保证该平面截面仍为平面。例 如: – 建一个圆盘扇区(周期对称) ，耦合两个对称边的所有自由度 – 建一个梳状模型的半个“齿” (平移对称), 耦合其中一边的所有自由度 对称边界条件 耦合这些节点 所有自由度 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 无摩擦交接面 • 接触面有时可以用耦合自由度来模拟，只要满足以下条件: – 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面始终保持接触 – 分析是几何上线性的(即小变形) – 摩擦是可以忽略的 – 两表面的节点类型是一致的 • 做法是，耦合每对重合节点的法向自由度 X Y 耦合每个节点对的 UY 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-7 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 销联结 • 耦合可以用于模拟如铰链和万向节之类的销联结结构 • 这是一种可称为力矩释放的手段: 只耦合铰结点的平移自由度而使 转动自由度为自由的 • 例如，如果结点A是一个铰链，只需将A点的两个重合的节点UX和 UY的自由度耦合起来，而ROTZ不耦合 重合节点，为了清楚起 见把它人为分开 A 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-8 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 如何创建耦合集 • 可以有几种方法，究竟选择哪一种有具体应用决定 • 耦合某一方向的一组节点: – 选择欲耦合的节点 – 然后用CP命令或 Preprocessor > Coupling/Ceqn > Couple DOFs. – 例如， cp,,ux,all 将耦合所选节点的X方向自由度UX 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-9 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual • 若要耦合重合节点对的自由度，按如下操作: – 首先确定所有欲耦合的节点已全部选择 – 然后用CPINTF命令或 Preprocessor > Coupling/Ceqn > Coincident Nodes. – 例如， cpintf,uy 将耦合所有重合节点的Y方向自由度UY(缺省容差 0.0001) 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-10 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual • 耦合有一定距离偏置的节点对，如周期对称问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 : – 首先确定所有欲耦合的节点已全部选择 – 然后用命令CPCYC 或菜单 Preprocessor > Coupling/Ceqn > Offset Nodes. – 例如， cpcyc,all,,1, 0,30,0 将耦合有 30º 偏置节点的所有自由度 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-11 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual • 需要注意的几点: – 耦合集中的所有自由度方向(UX, UY, 等)均与节点坐标系(nodal coordinate system)一致 – 求解器只保留耦合集中的第一个自由度为主自由度(prime DOF)而把 其它自由度忽略掉了 – 作用在耦合节点上的力全部归总作用在主自由度上 – 在耦合自由度方向的约束只能施加在主自由度上 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-12 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual • 演示: – 恢复DB文件sector.db并求解 (无耦合自由度) – 设置结果坐标系RSYS=1，画剪应力SXY. 注意“梁 ”的状态(无耦合自 由度) – 用扩展显示 (点toolbar中的按钮EXPAND12)，然后关闭扩展显示 – 进入前处理 PREP7 用CPCYC命令耦合节点 (Coupling/Ceqn > Offset Nodes… > KCN = 1, DY = 30) – 求解 • 设置结果坐标系RSYS=1，画剪应力SXY. • 采用扩展显示 耦合与约束方程 ... 耦合 001290 12 Dec 1999 3-13 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 耦合与约束方程 B. 约束方程 • 约束方程constraint equation (CE) 是用来定义节点之间自由度的 线性关系 – 如果你要耦合两个自由度，其实是最简单约束关系UX1 = UX2. – CE 是更广义的约束形式，它允许你用一个方程来表达，如：UX1 + 3.5*UX2 = 10.0. • 你可以在一个模型中定义任意数目的约束方程 • 而且，一个约束方程中可以有任意多个节点合任意多个自由度的组 合，其一般形式为: Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + Coef3 * DOF3 + ... = Constant 001290 12 Dec 1999 3-14 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 约束方程的应用: • 用于网格不一致界面的连接 • 用于不同单元类型之间的连接 • 创建刚性区域 • 提供干涉匹配 耦合与约束方程 ... 约束方程 001290 12 Dec 1999 3-15 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 连接不一致网格 • 如果两个已划分网格的物体，在相交面上的节点不一致，那么可以用约束 方程来连接 • 最简单的办法是用CEINTF命令 (Preprocessor > Coupling/Ceqn > Adjacent Regions). – 需要选择一种网格(通常是网格较密的一 边)上节点和另一种网格的单元 – 自动计算约束方程中的各个系数和常数 – 适合各种实体单元之间的连接( 2-D or 3- D) 耦合与约束方程 ... 约束方程 001290 12 Dec 1999 3-16 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 不同单元类型之间的连接 • 如果需要连接有不同自由度的单元类型，你可以通过约束方程来传递载荷: – 梁与实体单元或梁与垂直的壳单元 – 壳与实体单元 – 等等 • 用CE命令(Preprocessor > Coupling/Ceqn > Constraint Eqn) 耦合与约束方程 ... 约束方程 001290 12 Dec 1999 3-17 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 创建刚性区域 • CEs通常用于把模型的某个部分“凝聚”成一个刚性区域 • 施加在一个节点(主节点)上的载荷将传递到刚性区域的所有节点上 • 用CERIG命令(Preprocessor > Coupling/Ceqn > Rigid Region). 耦合与约束方程 ... 约束方程 001290 12 Dec 1999 3-18 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 提供干涉匹配 • 类似于接触耦合，但允许两个面有干涉和间隙(interference or gap) • 典型的方程如: 0.01 = UX (node 51) - UX (node 251) 耦合与约束方程 ... 约束方程 001290 12 Dec 1999 3-19 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -Part 2 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 IN TR O D U C TIO N TO A N SY S 5.6 -- - Part 2 Part 2 Part 2 Training Manual 耦合与约束方程 C. 练习 • 本练习包括三个问题: excises ANSYS非线形分析指南 基本过程 第1页 第四章 耦合场分析 耦合场分析的定义 耦合场分析是指在有限元分析的过程中考虑了两种或者多种工 程学科（物理场）的交叉作用和相互影响（耦合）。例如压电分析考 虑了结构和电场的相互作用：它主要解决由于所施加的位移载荷引起 的电压分布问题，反之亦然。其他的耦合场分析还有热-应力耦合分 析，热-电耦合分析，流体-结构耦合分析，磁-热耦合分析和磁-结构 耦合分析等等。 耦合场分析的类型 耦合场分析的过程取决于所需解决的问题是由哪些场的耦合作 用，但是，耦合场的分析最终可归结为两种不同的方法：序贯耦合方 法和直接耦合方法。 序贯耦合解法 序贯耦合解法是按照顺序进行两次或更多次的相关场分析。它是 通过把第一次场分析的结果作为第二次场分析的载荷来实现两种场 的耦合的。例如序贯热-应力耦合分析是将热分析得到的节点温度作 为“体力”载荷施加在后序的应力分析中来实现耦合的。 直接耦合解法 直接耦合解法利用包含所有必须自由度的耦合单元类型，仅仅通 过一次求解就能得出耦合场分析结果。在这种情形下，耦合是通过计 算包含所有必须项的单元矩阵或单元载荷向量来实现的。例如利用单 元 SOLID5，PLANE13，或 SOLID98 可直接进行压电分析。 何时运用直接耦合解法或序贯耦合解法 对于不存在高度非线性相互作用的情形，序贯耦合解法更为有效 和方便，因为我们可以独立的进行两种场的分析。例如，对于序贯热 -应力耦合分析，可以先进行非线性瞬态热分析，再进行线性静态应 力分析。而后我们可以用热分析中任意载荷步或时间点的节点温度作 为载荷进行应力分析。这里耦合是一个循环过程，其中迭代在两个物 理场之间进行直到结果收敛到所需要的精度。 直接耦合解法在解决耦合场相互作用具有高度非线性时更具优 势，并且可利用耦合 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 一次性得到最好的计算结果。直接耦合解法 的例子包括压电分析，伴随流体流动的热传导问题，以及电路-电磁 场耦合分析。求解这类耦合场相互作用问题都有专门的单元供直接选 用。 耦合及约束方程讲座一、耦合 当需要迫使两个或多个自由度取得相同（但未知）值，可以将这些自由度耦 合在一起。耦合自由度集包含一个主自由度和一个或多个其它自由度。 典型的耦合自由度应用包括： • 模型部分包含对称； • 在两重复节点间形成销钉、铰链、万向节和滑动连接； • 迫使模型的一部分表现为刚体。 如何生成耦合自由度集 1. 在给定节点处生成并修改耦合自由度集 命令：CP GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Couple DOFs 在生成一个耦合节点集之后，通过执行一个另外的耦合操作（保证用相同 的参考编号集）将更多节点加到耦合集中来。也可用选择逻辑来耦合所选 节点的相应自由度。用 CP 命令输入负的节点号来删除耦合集中的节点。 要修改一耦合自由度集（即增、删节点或改变自由度标记）可用 CPNGEN 命令。（不能由 GUI 直接得到 CPNBGEN 命令）。 2. 耦合重合节点。 CPINTF命令通过在每对重合节点上定义自由度标记生成一耦合集而实现 对模型中重合节点的耦合。此操作对“扣紧”几对节点（诸如一条缝处）尤 为有用。 命令：CPINTF GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Coincident Nodes 3. 除耦合重复节点外，还可用下列替换方法迫使节点有相同的表现方式： o 如果对重复节点所有自由度都要进行耦合，常用 NUMMRG 命令 （GUI：Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items） 合并节点。 o 可用 EINTF 命令（GUI：Main Menu> Preprocessor>Create> Elements >At Coincid Nd）通在重复节点对之间生成 2 节点单元来连接它们。 o 用 CEINTF 命令（GUI：Main Menu>Preprocessor> Coupling/Ceqn >Adjacent Regions）将两个有不相似网格模式的区域连接起来。这 项操作使一个区域的选定节点与另一个区域的选定单元连接起来 生成约束方程。 生成更多的耦合集 一旦有了一个或多个耦合集，可用这些方法生成另外的耦合集： 1. 用下列方法以相同的节点号但与已有模式集不同的自由度标记生成新的 耦合集。 命令：CPLGEN GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same Nodes 2. 用下列方法生成与已有耦合集不同（均匀增加的）节点编号但有相同的自 由度标记的新的耦合集： 命令：CPSGEN GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Gen w/Same DOF 使用耦合注意事项 1. 每个耦合的节点都在节点坐标系下进行耦合操作。通常应当保持节点坐标 系的一致性。 2. 自由度是在一个集内耦合而不是集之间的耦合。不允许一个自由度出现在 多于一个耦合集中。 3. 由 D 或共它约束命令指定的自由度值不能包括在耦合集中。 4. 在减缩自由度分析中，如果主自由度要从耦合自由度集中选取，只有主节 点的自由度才能被指定为主自由度。 5. 在结构分析中，耦合自由度以生成一刚体区域有时会引起明显的平衡破 坏。不重复的或不与耦合位移方向一致的一个耦合节点集会产生外加力矩 但不出现在反力中。 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。 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：CE GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Constraint Eqn 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 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)/10 0 = UY3 - UY1 - 10*ROTZ2 相应的 ANSYS 命令为： CE,1,0,3,UY,1,1,UY,-1,2,ROTZ,-10 o 修改约束方程 在 PREP7 或 SOLUTION 中修改约束方程中的常数项： 命令：CECMOD GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Modify ConstrEqn Main Menu>Preprocessor>Loads>Other>Modify ConstrEqn Main Menu>Solution>Other>Modify ConstrEqn 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：CERIG GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Rigid Region 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 Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Adjacent Regions）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：CESGEN GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn >Gen w/same DOF 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。 2_03耦合与约束方程. ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt 耦合与约束方程 耦合与约束方程 耦合与约束方程�A. 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�... 耦合 耦合与约束方程�B. 约束方程 耦合与约束方程�... 约束方程 耦合与约束方程�... 约束方程 耦合与约束方程�... 约束方程 耦合与约束方程�... 约束方程 耦合与约束方程�... 约束方程 耦合与约束方程�C. 练习 耦合场分析.doc 耦合及约束方程一、耦合.doc 耦合及约束方程二、约束方程.doc