耦合和约束方程ppt课件

1、ModuleObjective第一讲第一讲 耦合耦合3-1. 定义耦合设置定义耦合设置3-2. 说明耦合的三种普遍应用说明耦合的三种普遍应用.3-3. 采用采用3种不同的方法建立耦合关系种不同的方法建立耦合关系.第二讲第二讲 约束方程约束方程3-4. 定义定义“约束方程约束方程”3-5. 说明约束方程的四种普遍应用说明约束方程的四种普遍应用3-6. 采用四种不同的方法生成约束方程采用四种不同的方法生成约束方程.LessonObjectivesObjective3-1.定义定义“耦合设置耦合设置”加在主自由度上的载荷Definitionxyxy123451112131415由于结构的对称性，上面

2、的一排结点在轴向由于结构的对称性，上面的一排结点在轴向上的位移应该相同上的位移应该相同Objective3-2.说明耦合的三种一般性应用说明耦合的三种一般性应用.优点:分析仍然是线性的无间隙收敛性问题考虑一个考虑一个2D的梁模型，每个节点上有三个的梁模型，每个节点上有三个自由度自由度ux、uy和和rotz，A点为一铰链连接点为一铰链连接。将同一位置节点的自由度。将同一位置节点的自由度ux、uy耦合起耦合起来。来。12A节点节点1和节点和节点2处于同一位置处于同一位置，但为于清楚，但为于清楚起见，在图上起见，在图上分开显示。分开显示。.为了模拟铰接，将同一位置两个节点为了模拟铰接，将同一位置两个

3、节点的移动自由度耦合起来，而不耦合转的移动自由度耦合起来，而不耦合转动自由度动自由度在循环对称切面上的对应位置实在循环对称切面上的对应位置实施自由度耦合。施自由度耦合。用耦合施加循环对称性用耦合施加循环对称性Objective3-3.通过三种不同的办法建立耦合关系通过三种不同的办法建立耦合关系进入人为地创建耦合关系的菜单路径进入人为地创建耦合关系的菜单路径:Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Couple DOFsProcedure1. .2. .3. . 2. 单击单击OK1. 拾取将要耦合的结点拾取将要耦合的结点3. 输入耦合设置参考输入耦合设置

4、参考号，选择自由度卷号，选择自由度卷标标.4. 单击单击OK.在零偏移量的一组节点之间生成附加耦合关系在零偏移量的一组节点之间生成附加耦合关系:Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Gen w/Same NodesProcedure1. .2. .3. . 3. 单击单击OK1. 输入现存耦合输入现存耦合设置的参考号设置的参考号.2. 对每个设置指定对每个设置指定新的自由度卷标新的自由度卷标.在同一位置的节点之间自动生成耦合关系在同一位置的节点之间自动生成耦合关系:Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Coin

5、cident NodesProcedure1. .2. .3. . 1. 指定自由度卷标指定自由度卷标.2. 指定节点位置的指定节点位置的容差容差3. 单击单击OK在此练习中，将用耦合在此练习中，将用耦合/约束选项在两部分间产约束选项在两部分间产生耦合生耦合DOF设置来模拟设置来模拟接触问题接触问题1. 恢复数据库恢复数据库cpnorm.db1，并在图形窗，并在图形窗口中画单元口中画单元.2. 在重合节点的所有节点对上建立在重合节点的所有节点对上建立UY耦合耦合关系关系a. 选择耦合重合的结点选择耦合重合的结点.b. 拾取拾取UY3. 求解并进行后处理求解并进行后处理Exercise1. 以作

6、业名以作业名“cprot进入进入ANSYS2. 恢复数据库文件恢复数据库文件“cprot.db1并在图形窗口中并在图形窗口中画单元画单元.3. 在总体柱坐标系下，生成具有在总体柱坐标系下，生成具有Y的增量为的增量为30的节的节点复制件点复制件.a. 将当前坐标系变为总体柱坐标系将当前坐标系变为总体柱坐标系.b. 在当前坐标系中，以在当前坐标系中，以Y30的增量拷贝所有的结的增量拷贝所有的结点点.4. 在同一位置的节点上生成适当的耦合关系在同一位置的节点上生成适当的耦合关系.a. Choose couple coincident nodes.b. Choose All Appropriate.5

7、. 不选择附在单元上的节点不选择附在单元上的节点.a. 选择选择entity,node attached to.b. 选择选择unselect，并单击，并单击apply.6. 将新节点拷贝回原始位置将新节点拷贝回原始位置(DY=-30, INC=0).在此练习中，由生成耦合在此练习中，由生成耦合DOF设置来模拟设置来模拟有循环对称性的模型的接触问题有循环对称性的模型的接触问题 a. 以以Y30的增量拷贝所有节点的增量拷贝所有节点.b. 对节点号增量输入对节点号增量输入0.7. 选择选择everythry8. 对所有处于同一位置的节点进行对所有处于同一位置的节点进行merge操作操作 a. Nu

8、mbering controls Merge items.b. 关掉警告信息关掉警告信息.9. 将所有的节点坐标系转到总体柱坐标系将所有的节点坐标系转到总体柱坐标系a. Main Menu: Preprocessor -Modeling- Move/Modify Rotate node CS to active CS.b. 拾取拾取all10. 求解并进行后处理求解并进行后处理.Objective3-4.定义定义“约束方程约束方程”Constant = Coef1 * DOF1 + Coef2 *DOF2 + .Definition位置不重合Objective3-5. 35说明约束方程的四种应

9、用说明约束方程的四种应用.2.连接不相似的单元类型连接不相似的单元类型:壳与实体壳与实体垂直于壳或实体的梁垂直于壳或实体的梁.Objective3-6.采用四种不同的方法建立约束方程采用四种不同的方法建立约束方程.人工建立约束方程的菜单路径：人工建立约束方程的菜单路径：Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Constraint EqnProcedure1. .2. .3. . 2. 单击单击OK.1. 输入常数项，输入常数项，节点号，自由节点号，自由度卷标和方程度卷标和方程系数系数.以现有的约束方程为基础生成约束方程：以现有的约束方程为基础生成约束方程

10、：1. 生成第一个约束方程生成第一个约束方程: Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Constraint Eqn.2. 生成其余的约束方程生成其余的约束方程: Main Menu: Preprocessor Coupling/Ceqn Gen w/Same DOF.Procedure1. .2. .3. . 生成的约束方生成的约束方程数程数.现存约束方现存约束方程中的节点程中的节点增量增量3.选择选择 OK生成的约束方生成的约束方程的起始序号程的起始序号，终止序号和，终止序号和增量增量通过通过“刚性区来建立约束方程刚性区来建立约束方程Main Men

11、u: Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Region 拾取将要连在一起的结点，然后单击拾取将要连在一起的结点，然后单击OKProcedure1. .2. .3. . 1. 选择将要使用的刚选择将要使用的刚性区的类型自由性区的类型自由度设置）度设置）2. 单击单击OK在相邻的区域生成约束方程：在相邻的区域生成约束方程：1. 从网格较密的区域中选择节点从网格较密的区域中选择节点2. 从网格较稀的区域中选择单元从网格较稀的区域中选择单元.Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Adjacent RegionsProcedure1. .2. .3. . 3.指定容差，此容差作指定容差，此容差作为单元区域中最小单为单元区域中最小单元长度的比率元长度的比率.5. 单击单击OK4.在约束方程中将要使用在约束方程中将要使用的自由度的自由度Exercise在此练习中，将使用约束方程在此练习中，将使用约束方程将具有不同单元类型和不同网将具有不同单元类型和不同网格的两部分连接起来。这两部格的两部分连接起来。这两部分分别是涡轮叶片段及叶片连分分别是涡轮叶片段及叶片连接的基座接的基座1. 恢复数据库文件恢复数据库文件eblade.db1并在图并在图形窗口中显示单元形窗口中显示单元.2. 选择基座上的单元选