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1、自由度耦合技術(shù) 耦合及約束方程 就如同自由度約束允許模型的一些節(jié)點(diǎn)，耦合及約束方程能將節(jié)點(diǎn) 的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來 內(nèi)容提要 : A. 耦合 B. 約束方程 耦合及約束方程 耦合 耦合 是強(qiáng)迫一個(gè)節(jié)點(diǎn)集有相同的自由度的方式 與約束類似，不同在于自由度值通常是由求解器計(jì)算出來而不是由用 戶去指定。 例如 : 如果將節(jié)點(diǎn) 1和節(jié)點(diǎn) 2的 UX自由度耦合起來，求解器將會(huì)計(jì)算節(jié) 點(diǎn) 1的 UX， 并將相同的 UX值分配給節(jié)點(diǎn) 2。 耦合集是在一個(gè)方向上耦合的一組節(jié)點(diǎn) 在一個(gè)模型中可以定義任意數(shù)目的耦合集，但不要在多于一個(gè)耦合 集中包括相同的自由度 耦合及約束方程 耦合 一般應(yīng)用 : 強(qiáng)制對(duì)稱 無摩擦界面 鉸聯(lián)

2、接 耦合及約束方程 耦合 強(qiáng)制對(duì)稱 耦合自由度常用于強(qiáng)制平移或旋轉(zhuǎn)對(duì)稱。這將保證平面截面仍保持為平面 : 模擬圓盤的一個(gè)扇區(qū) (循環(huán)對(duì)稱 ), 耦合兩個(gè)對(duì)稱邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)的所有自由度 模擬梳狀模型的半個(gè)齒（平移對(duì)稱 ), 耦合一側(cè)的所有節(jié)點(diǎn)的自由度 這個(gè)邊界的對(duì) 稱邊界條件 耦合這些節(jié)點(diǎn)的所有自由度 耦合及約束方程 耦合 無摩擦界面 若滿足下列條件，一個(gè)接觸表面可以用耦合自由度來模擬 : 表面已知保持接觸 分析為幾何線性的 (小變形 ) 摩擦可以忽略 兩個(gè)表面的節(jié)點(diǎn)形式相同 X Y 耦合每一節(jié)點(diǎn) 對(duì)的 UY自由度 耦合及約束方程 耦合 鉸鏈 耦合可用于模擬鉸聯(lián)接。如鉸鏈及萬向節(jié) 通過力矩釋放 :

3、耦合一點(diǎn)的平移自由度并剩下旋轉(zhuǎn)自由度不耦合 例如 , 如果在 A處的重合節(jié)點(diǎn)在 UX及 UY方向耦合，而 ROTZ不耦 合， A點(diǎn)是一個(gè)鉸鏈。 Coincident nodes, shown separated for clarity. A 耦合及約束方程 耦合 生成耦合集的方法 在一個(gè)方向上耦合節(jié)點(diǎn)集 : 耦合重合節(jié)點(diǎn)對(duì) : 通過一定的偏距耦合節(jié)點(diǎn)對(duì)，如循環(huán)對(duì)稱 : 耦合及約束方程 耦合 需要注意的 : 耦合集中的自由度方向 (UX, UY,等 .)是在節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系下。 求解器將保留節(jié)點(diǎn)集的第一個(gè)自由度作為主自由度并消除其余自由度 施加到耦合節(jié)點(diǎn)上的力 (在耦合自由度方向上 )將求和并施加到主

4、節(jié)點(diǎn)上 耦合自由度方向的約束將施加到主節(jié)點(diǎn)上。 耦合及約束方程 B. 約束方程 約束方程 (CE) 定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系 如果耦合兩自由度 , 它們間的關(guān)系為 UX1 = UX2. CE 是更一般的耦合形式，允許寫諸如 UX1 + 3.5*UX2 = 10.0.的約束方 程 在模型中可以定義任意數(shù)目的 CEs 而且，一個(gè) CE可以有任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)和任意組合的自由度。一般 形式為 : Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + Coef3 * DOF3 + . = 常數(shù) 耦合及約束方程 .約束方程 一般應(yīng)用 : 連結(jié)不相同的網(wǎng)格 Connecting dissimilar

5、 meshes 連結(jié)不相同的單元類型 Connecting dissimilar element types 生成剛性區(qū) Creating rigid regions 提供干涉配合 耦合及約束方程 .約束方程 連結(jié)不同網(wǎng)格 如果兩個(gè)已劃分網(wǎng)格的物體是相鄰的但節(jié)點(diǎn)形式不同，可以創(chuàng)建 Ces來連 結(jié)它們 最容易的方式即用 CEINTF 命令 (Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regions). 要求首先選擇一側(cè)網(wǎng)格（通常是較細(xì)的網(wǎng) 格）的節(jié)點(diǎn)和另一側(cè)網(wǎng)格的單元 自動(dòng)計(jì)算所有必要的系數(shù)和常數(shù) 對(duì)所有的二維或三維實(shí)體到實(shí)體單元 耦合及約束方程 .約束方程 連結(jié)不

6、同的單元類型 如果需要將不同的自由度集的不同的單元類型連結(jié)在一起，需要寫約束方 程來傳遞載荷 : 梁到實(shí)體或梁垂直于殼 殼到實(shí)體 等等 CE命令 (Preprocessor Coupling/Ceqn Constraint Eqn) 典型用于這種 情況 耦合及約束方程 .約束方程 創(chuàng)建剛性區(qū) Ces常用于將模型的部分結(jié)成剛性區(qū) 施加到一個(gè)節(jié)點(diǎn)（主節(jié)點(diǎn)）上的載荷將傳遞適當(dāng)?shù)妮d荷給剛性區(qū)的 其它節(jié)點(diǎn) 用 CERIG 命令 (或 Preprocessor Coupling/Ceqn Rigid Region). 耦合及約束方程 .約束方程 提供過盈配合 與接觸耦合類似，但允許兩表面間的過盈或間隙 典型方程 : 0.01 = UX (node 51) - UX (node 251)