ansys耦合与约束方程教程ppt课件

1、第第16章章 耦合和约束方程耦合和约束方程v正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。合和约束方程可以建立节点间的位移关系。v本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。合和约束方程。v主要内容主要内容:vA. 耦合耦合vB. 约束方程约束方程16.1 耦合耦合v耦合是使一组节点具有相同的自由度值耦合是使一组节点具有相同的自由度值v除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约束相类似约束相类似v例如例如:如果

2、节点如果节点1和节点和节点2在在UX方向上耦合，方向上耦合， 求解器求解器将计算节点将计算节点1的的UX值并简单地把该值赋值给节点值并简单地把该值赋值给节点2的的UXv一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点的节点(即一个自由度即一个自由度)v一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个方向的自由度包含一个方向的自由度16.1.1 耦合设置的特点耦合设置的特点v只有一个自由度卷标如：只有一个自由度卷标如：ux,uy或或tempv可含有任意节点数可含有任意节点数v任意实际的自由度方向任意实际

3、的自由度方向ux在不同的节点上在不同的节点上可能是不同的可能是不同的v主、从自由度的概念主、从自由度的概念v加在主自由度上的载荷加在主自由度上的载荷16.1.2 一般应用一般应用v施加对称条件施加对称条件v无摩擦界面无摩擦界面v铰接铰接如：用耦合施加循环对称如：用耦合施加循环对称性，在循环对称切面上的性，在循环对称切面上的对应位置实施自由度耦合对应位置实施自由度耦合16.1.3 施加对称条件施加对称条件v耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可以保证平面截面依然是平面。例如：这可以保证平面截面依然是平面。例如：v-对圆盘扇区模型对圆盘扇区模型

4、 (循环对称循环对称)，应使两个对称边界上，应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。的对应节点在各个自由度上耦合。v对锯齿形模型的半齿模型对锯齿形模型的半齿模型(平移对称平移对称)，应使一个边，应使一个边上的节点在各自由度上耦合上的节点在各自由度上耦合关于此边对称关于此边对称这些节点的所有这些节点的所有自由度都要耦合自由度都要耦合xyxy123451112131415由于结构的对称性，由于结构的对称性，上面的一排结点在轴上面的一排结点在轴向上的位移应该相同向上的位移应该相同16.1.3 施加对称条件施加对称条件(续续)v考虑在均匀轴向压力下的空心长圆柱体，此考虑在均匀轴向压力下的空心长

5、圆柱体，此3D结结构可用下面右图所示的构可用下面右图所示的2D轴对称模型表示轴对称模型表示16.1.4 无摩擦界面无摩擦界面v如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面v表面保持接触表面保持接触v几何线性分析几何线性分析(小变形小变形)v忽略摩擦忽略摩擦v在两个面上，节点是一一对应的在两个面上，节点是一一对应的v通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面v分析仍然是线性的分析仍然是线性的v无间隙收敛性问题无间隙收敛性问题在竖向耦合在竖向耦合每对节点每对节点16.1.5 铰接铰接v耦合可用来模拟铰接，如：万向

6、节、铰链耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链v借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的位借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的位移自由度，不耦合旋转自由度移自由度，不耦合旋转自由度 v例如：下图中，若例如：下图中，若A处重合两节点在处重合两节点在UX、UY方向方向上耦合，旋转不耦合，则上耦合，旋转不耦合，则A连接可模拟成铰接连接可模拟成铰接12A节点节点1和节点和节点2重合，为了看重合，为了看清分开显示清分开显示16.1.6 创建耦合设置创建耦合设置v根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置v将节点进行同方向耦合：将节点进行同方向耦合：v选择所需要的设

7、置选择所需要的设置v接着使用接着使用 CP命令或命令或 or Preprocessor Coupling/Ceqn Couple DOFsv例如例如, cp,ux,all 是把所有选择节点在是把所有选择节点在UX方向方向上耦合上耦合输入耦合设置参考号输入耦合设置参考号，选择自由度卷标，选择自由度卷标16.1.6 创建耦合设置创建耦合设置(续续)v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:vMain Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Gen w/Same Nodes3. 单击单击OK1.输入现存耦合输入现存耦合设置的参考

8、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16.1.6 创建耦合设置创建耦合设置(续续)v同一位置节点间的耦合：同一位置节点间的耦合：v首先确保所有要耦合的节点都被选择首先确保所有要耦合的节点都被选择v接着使用命令接着使用命令 CPINTF 或或 Preprocessor Coupling/Ceqn Coincident Nodesv例如：例如：cpintf,uyv同一位置的所有节点在同一位置的所有节点在UY上耦合上耦合(包含包含 0.0001的的缺省误差缺省误差)16.1.6 创建耦合设置创建耦合设置(续续)v不在同一位置节点间的耦合，如循环对称不在同一位置节

9、点间的耦合，如循环对称:v首先确保所有要耦合的节点都被选择。首先确保所有要耦合的节点都被选择。v然后使用命令然后使用命令 CPCYC 或或 Preprocessor Coupling/Ceqn Offset Nodesv例如：例如：cpcyc,all,1, 0,30,0v把圆心角相差把圆心角相差 30的对应节点的各自由度进的对应节点的各自由度进行耦合行耦合(注：当前注：当前KCN选项是总体柱坐标系选项是总体柱坐标系)16.1.7 关于耦合的说明关于耦合的说明v记忆要点记忆要点:v耦合中的自由度方向耦合中的自由度方向(UX, UY, 等等)是节点坐标系中是节点坐标系中的方向的方向v求解器只保留耦

10、合中的第一个自由度，并把它作为求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主自由度，而不保留其余自由度主自由度，而不保留其余自由度v施加在耦合节点上的载荷施加在耦合节点上的载荷(在耦合自由度方向在耦合自由度方向)求和求和后作用在主节点上后作用在主节点上v耦合自由度上的约束只能施加在主节点上耦合自由度上的约束只能施加在主节点上16.1.8 练习：耦合循环对称边界练习：耦合循环对称边界v在此练习中，由生成耦合在此练习中，由生成耦合DOF设置来模拟有循环对称性的模设置来模拟有循环对称性的模型的接触问题型的接触问题 v1.建模并在图形窗口中画单建模并在图形窗口中画单元元v2.在总体柱坐标系下，生成在总

11、体柱坐标系下，生成具有具有Y的增量为的增量为30的节点复制的节点复制件件va.将当前坐标系变为总体柱将当前坐标系变为总体柱坐标系坐标系vb.在当前坐标系中，以在当前坐标系中，以Y=30的增量拷贝所有的结点的增量拷贝所有的结点16.1.8 练习：耦合循环对称边界练习：耦合循环对称边界(续续)3.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 Appropriate4.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

12、选择unselect，并单击，并单击apply5.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)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06.选择选择everything16.1.8 练习：耦合循环对称边界练习：耦合循环对称边界(续续)7.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. Numbering controls Merge itemsb.关掉警告信息关掉警告信息8.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: Preproce

13、ssor -Modeling- Move/Modify Rotate node CS to active CSb.拾取拾取all9.求解并进行后处理求解并进行后处理16.2 约束方程约束方程v约束方程定义了节点自由度间的线性关系约束方程定义了节点自由度间的线性关系v若两个自由度耦合若两个自由度耦合, 它们的简单关系是它们的简单关系是UX1=UX2v约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如约束方程是耦合的更一般形式，允许写诸如 UX1 + 3.5*UX2 = 10.0的约束方程的约束方程v在一个模型中可以定义任意多个约束方程在一个模型中可以定义任意多个约束方程v另外，一个约束方程可以包含任意数量的

14、节点和自另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度的集合。约束方程的一般形式是由度的集合。约束方程的一般形式是:vCoef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + Coef3 * DOF3 + . = Constant16.2.1 约束方程的特点约束方程的特点约束方程的特点约束方程的特点自由度卷标的任意组合自由度卷标的任意组合任意节点号任意节点号任意实际的自由度方向任意实际的自由度方向在不同的节点上在不同的节点上ux可能不同可能不同16.2.2 一般应用一般应用v连接不同的网格连接不同的网格v实体与实体的界面实体与实体的界面v2D或或3Dv相同或相似的单元类型相同或相似的单元类

15、型v单元面在同一表面上，但结点位置不重合单元面在同一表面上，但结点位置不重合v连接不同类型的单元连接不同类型的单元v壳与实体壳与实体v垂直于壳或实体的梁垂直于壳或实体的梁v建立刚性区建立刚性区v过盈装配过盈装配16.2.3 连接不同的网格连接不同的网格v两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接v处理此类情况最容易的方法是使用处理此类情况最容易的方法是使用 CEINTF命令命令(Preprocessor Coupling/Ceqn Adjacent Regi

16、ons)首先选择网格划分较细的对首先选择网格划分较细的对象的节点和另一方的单元象的节点和另一方的单元自动计算所有必要的系数和自动计算所有必要的系数和常数常数适合于实体单元对实体单元适合于实体单元对实体单元， 2-D 或或 3-D16.2.4 连接不同类型的单元连接不同类型的单元v如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出如果需要连接自由度集不同的单元类型，则要求写出约束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷约束方程以便于从一类单元向另一类单元传递载荷:v梁与实体或垂直于壳的梁梁与实体或垂直于壳的梁v壳与实体壳与实体v命令：命令： CE 命令命令 (Preprocessor Couplin

17、g/Ceqn Constraint Eqn) 建立转动自由建立转动自由度和移动自由度和移动自由度之间的关系度之间的关系16.2.5 建立刚性区建立刚性区v约束方程通常被用来模拟刚性区约束方程通常被用来模拟刚性区v作用在节点作用在节点(主节点主节点)上的载荷将被恰当地分配到刚上的载荷将被恰当地分配到刚性区的其它节点上性区的其它节点上v使用使用CERIG 命令命令(或或 Preprocessor Coupling/Ceqn Rigid Region)在某些特殊情况下，全在某些特殊情况下，全刚性区给出了约束方程刚性区给出了约束方程的另一种应用的另一种应用全刚性区和部分刚性区全刚性区和部分刚性区的约束

18、方程都可由程序的约束方程都可由程序自动生成自动生成16.2.6 过盈装配过盈装配v同接触耦合相类似，但在两界面间允许同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间隙有过盈量或间隙v典型方程典型方程:v0.01 = UX (node 51) - UX (node 251)16.2.7 建立约束方程的过程建立约束方程的过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 Eqn2. 单击单击OK1. 输入常数输入常数项、节点项、节点号、自由号、自由度卷标和度卷标和方程系数方程系数16.2.7

19、 建立约束方程的过程建立约束方程的过程(续续)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：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 Eqn2. 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

20、16.2.7 建立约束方程的过程建立约束方程的过程(续续)经过经过“刚性区来建立约束方程：刚性区来建立约束方程：Main Menu: 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OK1. 选择将要使选择将要使用的刚性区用的刚性区的 类 型的 类 型 ( 自自由度设置由度设置)2. 单击单击OK16.2.7 建立约束方程的过程建立约束方程的过程(续续)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

21、网格较稀的区域中选择单元Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Adjacent Regions 指定容差，此容差指定容差，此容差作为单元区域中最作为单元区域中最小单元长度的比率小单元长度的比率 在约束方程中将要在约束方程中将要使用的自由度使用的自由度5. 单击单击OK16.2.8 练习：在蜗轮叶片上建立约束方程练习：在蜗轮叶片上建立约束方程在此练习中，将使在此练习中，将使用约束方程将具有用约束方程将具有不同单元类型和不不同单元类型和不同网格的两部分连同网格的两部分连接起来。这两部分接起来。这两部分分别是涡轮叶片段分别是涡轮叶片段及叶片连接的基座及叶片连

22、接的基座BaseBlade16.2.8 练习：在蜗轮叶片上建立约束方程练习：在蜗轮叶片上建立约束方程(续续)1.建模并划分单元建模并划分单元2.选择基座上的单元选择基座上的单元(mat2)3.选择叶片底面上的节点选择叶片底面上的节点 a.首先，首先，unselect附在底座单元上的节点附在底座单元上的节点(接第接第2步步) b.然后，在位置然后，在位置Z0处处reselect节点节点4.在所选的相邻区域生成约束方程在所选的相邻区域生成约束方程.5.选择选择everything6.求解并进行后处理求解并进行后处理16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片阐明：阐明：对叶轮的对叶轮的 30扇

23、区使用耦合。扇区使用耦合。确定叶片在绕确定叶片在绕Z轴轴1000弧度弧度/秒角秒角速度载荷下的速度载荷下的 von Mises 应力分应力分布。布。16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)载荷和材料载荷和材料特性特性16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)1. 按教师指定的工作目录，用按教师指定的工作目录，用“cp-blade作为作业名，作为作业名，进入进入 ANSYS。2. 恢复恢复“cp-blade.db1数据库文件数据库文件:Utility Menu File Resume from 或使用命令或使用命令:RESUME,cp-blade,db116.2.9

24、 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)3. 进入前处理器，分别定义单元类型进入前处理器，分别定义单元类型1为为SOLID95, 单单元类型元类型2为为MESH200。对。对MESH200单元设置单元设置KEYOPY(1) = 5 ：Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add .选择选择 “Structural Solid” 和和 “Brick 20node 95”,然后按然后按 Apply选择选择 “Not Solved” and “Mesh Facet 200”,然后按然后按OK选择选择Options .Set K1

25、= “TRIA 6-NODE”,然后按然后按OKClose或使用命令或使用命令:/PREP7ET,1,SOLID95ET,2,MESH200KEYOPT,2,1,516.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)4. 使用使用VSWEEP对体对体volume 2进行网格剖分进行网格剖分:Main Menu Preprocessor MeshTool 选择选择 “Hex”（六面体和（六面体和 “Sweep”（扫掠）（扫掠）,然后选择然后选择 Sweep或使用命令或使用命令:VSWEEP,216.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)5. 选择选择“智能尺寸等级智能尺寸等级4并

26、用并用 MESH200 单元对单元对1号面号面剖分网格扇区底侧边界）剖分网格扇区底侧边界）:Main Menu Preprocessor MeshTool 智能尺寸等级置为智能尺寸等级置为4Mesh置为置为 Areas选择选择“Tri” 和和 “Free”,然后按然后按 Mesh或使用命令或使用命令:SMRT,4AMESH,116.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)6. 拷贝拷贝1号面的网格到号面的网格到11号面号面 (扇区高段扇区高段一侧边界一侧边界):Main Menu Preprocessor -Modeling- Copy Area Mesh +拾取拾取1号面号面 (或

27、者在或者在ANSYS输入窗口键输入窗口键入入 “1后按后按 Enter键键)OK拾取拾取11号面号面 (或者在或者在ANSYS输入窗口键输入窗口键入入 “11后按后按 Enter键键)在拾取对话框中选择在拾取对话框中选择OK设置设置 KCN=1设置设置DY=30按按OK或使用命令或使用命令:MSHCOPY,AREA,1,11,1,0,3016.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)7. 运用运用 SOLID95 对对1号体剖分网格号体剖分网格:Main Menu Preprocessor MeshTool 或使用命令或使用命令:VMESH,116.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片

28、叶轮叶片(续续)8. 将将 SOLID95 退化为退化为 SOLID92 单元单元:Main Menu Preprocessor -Meshing- Modify Mesh Change Tets .或使用命令或使用命令:TCHG,95,92,316.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)9. 在柱坐标系在柱坐标系 (CSYS,1)中，中，把边界低侧节点自由度耦合把边界低侧节点自由度耦合到边界高侧节点的自由度到边界高侧节点的自由度: Main Menu Preprocessor Coupling / Ceqn Offset Nodes 设置设置KCN=1设置设置 DY=30选择选择

29、OK或使用命令或使用命令:CPCYC,ALL,0.0001,1,0,3016.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)10.在在X=0(或者在柱坐标系中或者在柱坐标系中 r=0)的节点上约束的节点上约束UX 和和UY :10a. 在在X=0选择节点选择节点:Utility Menu Select Entities .或使用命令或使用命令:NSEL,S,LOC,X,010b.约束节点约束节点UX、UY自由度自由度:Main Menu Preprocessor Loads -Loads- Apply -Structural- Displacement On Nodes +或使用命令或使用

30、命令:D,ALL,UX, , , , ,UY16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)11.为了防止在为了防止在Z方向的刚体运动轴向），约束坐标原方向的刚体运动轴向），约束坐标原点处节点点处节点 (2426号节点号节点)UZ自由度自由度:11a. 再选择再选择Z=0处节点子集处节点子集:Utility Menu Select Entities .或使用命令或使用命令:NSEL,R,LOC,Z,011b. 约束所选节点约束所选节点 UX, UY, 和和UZ 自由度自由度:Main Menu Preprocessor Loads -Loads- Apply -Structural-

31、Displacement On Nodes +或使用命令或使用命令:D,ALL,UZ16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)12. 选择所有节点并把节点的坐标系改变到总体柱坐选择所有节点并把节点的坐标系改变到总体柱坐标系标系:12a. 选择所有节点选择所有节点:Utility Menu Select Everything或使用命令或使用命令:NSEL,ALL16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)12b. 把激活坐标系设置为总体柱坐标系把激活坐标系设置为总体柱坐标系:Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Globa

32、l Cylindrical或使用命令或使用命令:CSYS,112c.改变节点坐标系到总体柱坐标系改变节点坐标系到总体柱坐标系:Main Menu Preprocessor -Modeling- Move / Modify -Rotate Node CS- To Active CS +Pick All或使用命令或使用命令:NROTAT,ALL16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)13. 关闭节点耦合符号关闭节点耦合符号:Utility Menu PlotCtrls Symbols 在对话框中选择在对话框中选择 “For Individual:”和和 “Miscellaneous

33、”, 然后选择然后选择 Ok设置设置 CP = “Off”选择选择OK或使用命令或使用命令:/PBC,CP, ,016.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)14. 检查单元检查单元:Main Menu Preprocessor -Meshing- Check Mesh Sel Bad Elems 在对话框中选择在对话框中选择OK选择选择CloseUtility Menu Plot Elements选择选择CloseUtility Menu Select EverythingUtility Menu Plot Elements或使用命令或使用命令:CHECK,ESEL,WARNEP

34、LOTESEL,ALLEPLOT16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)15. 存储数据库并获取解答存储数据库并获取解答:Pick the “SAVE_DB” button in the Toolbar (or select: Utility Menu File Save as Jobname.db)Main Menu Solution -Solve- Current LS查看查看 “/STATUS Command” 然后关闭对话框然后关闭对话框选择选择OK选择选择Close - 关闭黄色信息框完成求解关闭黄色信息框完成求解或使用命令或使用命令:SAVE/SOLUSOLVE16

35、.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)16.进入后处理器，画出进入后处理器，画出 von Mises 应力应力:Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Nodal Solu .或使用命令或使用命令:/POST1PLNSOL,S,EQV16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)17. 画出画出2号体叶片的号体叶片的 von Mises 应力应力:Utility Menu Select EntitiesSele Below (to select everything below selected vo

36、lumes)Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Nodal Solu .或使用命令或使用命令:VSEL,S,2ALLSEL,BELOW,VOLUPLNSOL,S,EQV16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)18. 画出画出1号体基座的号体基座的 von Mises 应力应力:Utility Menu Select EntitiesSele Below (to select everything below selected volumes)Replot或使用命令或使用命令:VSEL,S,1ALLSEL,

37、BELOW,VOLUPLNSOL,S,EQV16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)19. 选择全部实体并把结果扩展选择全部实体并把结果扩展 360 度度 :Utility Menu Select EverythingUtility Menu PlotCtrls Style Symmetry Expansion User-Specified Expansion 设置设置NREPEAT=12设置设置TYPE=Polar设置设置DY=30, 然后选择然后选择 OKUtility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate .选择选择ISO选择选择Fit或使用命

38、令或使用命令:/EXPAND,12,PLOAR,FULL,30/VIEW,1,1,1,1/AUTO,1/REPLOT16.2.9 耦合练习耦合练习-叶轮叶片叶轮叶片(续续)20. 存储并退出存储并退出 ANSYS:Pick the “QUIT” button in the Toolbar或使用命令或使用命令:SAVEFINISH/EXIT16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片阐明阐明使用约束方程连接涡轮叶片和叶片支座，然后施加使用约束方程连接涡轮叶片和叶片支座，然后施加X方向方向1000 in/sec2 的加速度进行应力分析。的加速度进行应力分析。16.2.10 约束方程练

39、习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)载荷与材料特性载荷与材料特性16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)1. 用用“ce-blade作为作业名，进入作为作业名，进入 ANSYS。2. 恢复数据库文件恢复数据库文件 “ce-blade.db1”:Utility Menu File Resume from 或使用命令或使用命令:RESUME,ce-blade,db116.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)3. 选择基座单元选择基座单元 (材料号为材料号为 2) 然后画出单元然后画出单元:Utility Menu Select Entities

40、 Utility Menu Plot Elements或使用命令或使用命令:ESEL,S,MAT,2EPLOT16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)4. 选择叶片表面在基座上的节点选择叶片表面在基座上的节点:4a.选择选择 Z=0 位置的节点然后画出它们位置的节点然后画出它们:Utility Menu Select Entities Utility Menu Plot Nodes或使用命令或使用命令:NSEL,S,LOC,Z,0NPLOT16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)4b.不选择与单元相连的节点不选择与单元相连的节点:Utilit

41、y Menu Select Entities Utility Menu Plot Nodes或使用命令或使用命令:NSLE,UNPLOT16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)5. 进入前处理器，生成进入前处理器，生成“邻近区域的约束方程邻近区域的约束方程:Main Menu Preprocessor Coupling / Ceqn Adjacent Regions .认可缺省的单元容差认可缺省的单元容差 (TOLER=0.25)选择选择OKUtility Menu Plot Elements或使用命令或使用命令:/PREP7CEINTF,0.25EPLOT16.2.

42、10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)6. 选择全部实体，并约束全部基座前面选择全部实体，并约束全部基座前面25号面上的全部自号面上的全部自由度由度:Utility Menu Select EverythingUtility Menu PlotCtrls Numbering 设置设置 AREA = “On”设置设置Elem / Attrib numbering = “No numbering”设置设置/NUM = Colors & numbers选择选择OKUtility Menu Plot AreasMain Menu Preprocessor Loads -Loa

43、ds- Apply -Structural- Displacement On Areas +16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)或使用命令或使用命令:ALLSEL,ALL/PNUM,AREA,1/NUMBER,0APLOTDA,25,ALL16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)7. 画出单元，然后存储数据库画出单元，然后存储数据库:Utility Menu Plot Elements在工具条上拾取在工具条上拾取 “SAVE_DB”或使用命令或使用命令:EPLOTSAVE8. 求解求解:Main Menu Solution -Solve-

44、 Current LS或使用命令或使用命令:/SOLUSOLVE16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)9. 进入通用后处理器，画出进入通用后处理器，画出 von Mises 应力应力:Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Nodal Solu .或使用命令或使用命令:/POST1PLNSOL,S,EQV16.2.10 约束方程练习约束方程练习-涡轮叶片涡轮叶片(续续)10. 存储并退出存储并退出 ANSYS:Pick the “QUIT” button in the Toolbar选择选择 “S

45、ave Everything”选择选择OK或使用命令或使用命令:SAVEFINISH/EXIT,ALL16.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区阐明阐明用用“刚性区刚性区” (约束方程约束方程)替代摆杆右边替代摆杆右边2/3模型模型.刚性摆杆刚性摆杆 (EX = 2.11e6 kgf/cm2), 右端施有右端施有500 kgf 的竖的竖向力作用向力作用(在在 X=33 cm处处).注释注释: 1 kgf = 9.81 N, 1 kgf/cm2 = 98066.5 Pa16.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)载荷和材料特性载荷和材料特性16.2.

46、11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)1. 用用“swaybar-cerig作为作业名，进入作为作业名，进入 ANSYS。2. 读入文件读入文件 “swaybar1.inp”:Utility Menu File Read Input from 或使用命令或使用命令:/INP,swaybar1,inp16.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)3. 在在X=33, Y=0, Z=0 处定义节点处定义节点(节点号为节点号为 8000) :Main Menu Preprocessor -Modeling- Create Nodes或使用命令或使用命令:

47、N,8000,3316.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)4. 设置单元类型为设置单元类型为 2 并在并在8000号节点上建立号节点上建立 MASS21 单元单元:Main Menu Preprocessor -Attributes- Define Default Attribs .Main Menu Preprocessor -Modeling- Create Elements -Auto Numbered- Thru Nodes +或使用命令或使用命令:TYPE,2E,800016.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)5. 在在80

48、00号节点上施加号节点上施加FY方向方向 -500 kgf 的集中载荷的集中载荷:Main Menu Preprocessor Loads -Loads- Apply -Structural- Force/Moment On Nodes +或使用命令或使用命令:F,8000,FY,-50016.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)6. 选择选择 X=10 的全部节点和的全部节点和8000号节点号节点:Utility Menu Select Entities Utility Menu Plot Nodes (Or pick PLOT on Selection Tool

49、).或使用命令或使用命令:NSEL,S,LOC,X,10NSEL,A,8000NPLOT在这种情况下在这种情况下, 不能在菜单中用不能在菜单中用 “ALL” 拾取。直接输入命令会更拾取。直接输入命令会更方便。方便。16.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)7. 在在X=10的全部节点和的全部节点和8000号节点之间生成自由度号节点之间生成自由度 UX 、UY 的刚性连线的刚性连线:Main Menu Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Region +或使用命令或使用命令:CERIG,8000,ALL,UX,UY16.2.11 约束方程练习约束方程练习-摆杆刚性区摆杆刚性区(续续)8. 选择所有节点选择所有节点, 打开力和约束方程符号并画出单元打开力和约束方程符号并画出单元:Utility Menu Select Entities Utility Menu PlotCtrls Symbols Utili