ansys之节点耦合专题
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ansys中nummrg与glue命令及自由度耦合的比较ZZCP, nset, lab,node1,node2,……node17定义或改变耦合节点自由度PREP7: Coupled DOFnset:耦合组编号设置如下:n:随机设置数量HIGH:使用最高定义的耦合数量(如果Lab=all,此为默认值)。
该选项用于在已有组中增加节点。
NEXT:将定义的最高耦合数量增加1。
该项用于在现有组未改变时自动定义耦合组。
Lab: 耦合节点的自由度。
定义类型随NSET所选类型改变:结构类:UX, UY, or UZ (位移); ROTX, ROTY, or ROTZ (角度);热分析类: TEMP, TBOT, TE2, TE3, . . ., TTOP (温度);流体分析类: PRES (压力); VX, VY, or VZ (速率);电子类: VOLT (电压); EMF (电场耦合值); CURR (电流).磁分析类: MAG (标量磁位差); AX, AY, or AZ (矢量磁位差); CURR (电流).Explicit analysis labels: UX, UY, or UZ (位移)。
node1~node17: 待耦合的节点号。
输入相同的节点号会被忽略。
如果某一节点号为负,则此节点从该耦合组中删去。
如果node1=all,则所有选中节点加入该耦合组。
注意:1,不同自由度类型将生成不同编号2,不可将同一自由度用于多套耦合组耦合自由度的结果是耦合组中的一个元素与另一个元素有相同的属性。
耦合可以用于模型不同的结点和联结效果。
一般定义耦合可以使用约束公式(CE)。
对结构分析而言,耦合节点由节点方向定义。
耦合的结果是,这些节点在指定的结点坐标方向上有相同的位移。
对于一组没有定义位移的耦合节点,可能会产生应力弯矩,这些弯矩不是由作用力产生的。
对特定节点的实际自由度是由元素类型(ET)所指定的。
例如,BEAM3的自由度是UX,UY和ROTZ。
CP, nset, lab,node1,node2,……node17定义或改变耦合节点自由度PREP7: Coupled DOFnset:耦合组编号设置如下:n:随机设置数量HIGH:使用最高定义的耦合数量(如果Lab=all,此为默认值)。
该选项用于在已有组中增加节点。
NEXT:将定义的最高耦合数量增加1。
该项用于在现有组未改变时自动定义耦合组。
Lab: 耦合节点的自由度。
定义类型随NSET所选类型改变:结构类:UX, UY, or UZ (位移); ROTX, ROTY, or ROTZ (角度);热分析类:TEMP, TBOT, TE2, TE3, . . ., TTOP (温度);流体分析类: PRES (压力); VX, VY, or VZ (速率);电子类: VOLT (电压); EMF (电场耦合值); CURR (电流).磁分析类: MAG (标量磁位差); AX, AY, or AZ (矢量磁位差); CURR (电流).Explicit analysis labels: UX, UY, or UZ (位移)。
node1~node17: 待耦合的节点号。
输入相同的节点号会被忽略。
如果某一节点号为负,则此节点从该耦合组中删去。
如果node1=all,则所有选中节点加入该耦合组。
注意:1,不同自由度类型将生成不同编号2,不可将同一自由度用于多套耦合组耦合自由度的结果是耦合组中的一个元素与另一个元素有相同的属性。
耦合可以用于模型不同的结点和联结效果。
一般定义耦合可以使用约束公式(CE)。
对结构分析而言,耦合节点由节点方向定义。
耦合的结果是,这些节点在指定的结点坐标方向上有相同的位移。
对于一组没有定义位移的耦合节点,可能会产生应力弯矩,这些弯矩不是由作用力产生的。
对特定节点的实际自由度是由元素类型(ET)所指定的。
例如,BEAM3的自由度是UX,UY和ROTZ。
对标量场分析,该命令用于耦合节点的温度、压力、电压等等。
ANSYS中节点耦合的方法及应用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。
耦合只将主自由度保存在分析的矩阵方程里,而将耦合集内的其它自由度删除。
计算的主自由度值将分配到耦合集内的所有其它自由度中去。
耦合自由度的应用包括: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全部耦合。
可用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。
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:CPINTF3.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:如果对重复节点所有自由度都要进行耦合,常用NUMMRG命令合并节点。
可用EINTF命令,通在重复节点对之间生成2节点单元来连接它们。
用CEINTF命令,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:CPLGEN2.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。
孙瑛哈尔滨工业大学空间结构研究中心2010秋有限元分析软件及应用(9)4.1 ANSYS 软件耦合及约束方程S pace S tructure R esearch C enter , HIT, CHINA1/17SSRC4.1 ANSYS软件耦合及约束方程1.导言2.有限元法基本原理3.Ansys 基本操作9文件操作√分析基本过程9建模技术√网格划分技术9加载、求解及后处理4.Ansys 高级分析技术9耦合及约束方程9APDL 语言基础√模态分析9非线性分析√瞬态动力学分析5.其他软件简介(sap2000)9基本功能、特点及应用领域9操作界面和基本结构课程内容S pace S tructure R esearch C enter , HIT, CHINA2/17SSRC4.1 ANSYS软件耦合及约束方程4.1 耦合及约束方程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。
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。
主要内容:A. 耦合B. 约束方程S pace S tructure R esearch C enter , HIT, CHINA3/17SSRC4.1 ANSYS软件耦合及约束方程A. 耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值.z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。
z例如:如果节点1和节点2在UX 方向上耦合,求解器将计算节点1的UX 值并简单地把该值赋值给节点2的UX 。
一个耦合设置是一组被约束在一起,有着同一自由度的节点。
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。
S pace S tructure R esearch C enter , HIT, CHINA4/17SSRC4.1 ANSYS软件耦合及约束方程...耦合一般应用:施加对称条件 无摩擦界面 铰接S pace S tructure R esearch C enter , HIT, CHINA5/17SSRC4.1 ANSYS软件耦合及约束方程...耦合施加对称条件耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。
/viewthread.php?tid=916386&highlight=%F1%EE%BA%CF /viewthread.php?tid=914150&highlight=%F1%EE%BA%CF/viewthread.php?tid=786833&highlight=%CD%E4%BE%D8(这个很有用!!)前言做一个总结意义!!!原因:最近网上有较多的朋友在咨询关于实体加载的方法目的:希望这个问题不再成为大家的疑惑的一部分一、说说施加方法思路1:矩或扭矩说白了就是矩,所谓矩就是力和力臂的乘积。
施加矩可以等效为施加力;思路2:直接施加弯矩或扭矩,此时需要引入一个具有旋转自由度的节点;二、在ANSYS中实现的方法这里说说3个基本方法,当然可以使用这3个方法的组合方法,组合方法就是对3个基本方法的延伸,但原理仍不变。
方法1:引入mass21,利用cerig命令Ex1:/prep7block,0,1,0,1,0,2k,9,0.5,0.5,2.5mp,ex,1,2e10mp,prxy,1,0.2mp,prxy,1,0.3r,2,1e-6et,1,45et,2,21keyopt,2,3,0lesize,all,0.2vmesh,allksel,s,,,9type,2real,2kmesh,allallselnsel,s,loc,z,2,3NPLOTCERIG,node(0.5,0.5,2.5),ALL,ALL, , , ,allsel/SOLUf,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3FINISH/SOLnsel,s,loc,z,0d,all,allallselsolve方法2:利用mpc184单元/prep7block,0,1,0,1,0,2mp,ex,1,2e10mp,prxy,1,0.2mp,prxy,1,0.3et,1,45et,2,184keyopt,2,1,1lesize,all,0.2vmesh,alln,1000,0.5,0.5,2.5type,2mat,2*do,i,1,36e,1000,36+i*enddoallselallsel/SOLUf,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3 FINISH/SOLnsel,s,loc,z,0d,all,allallselsolve方法3:使用rbe3命令/prep7block,0,1,0,1,0,2k,9,0.5,0.5,2.5mp,ex,1,2e10mp,prxy,1,0.2mp,prxy,1,0.3r,2,1e-6et,1,45et,2,21keyopt,2,3,0lesize,all,0.2vmesh,allksel,s,,,9type,2real,2kmesh,allallsel*dim,sla,array,36*do,i,1,36sla(i)=i+36*enddo*dim,sla2,array,36*do,i,1,36sla2(i)=i+36*enddoallselrbe3,node(0.5,0.5,2.5),all,sla,sla2allsel/SOLUf,node(0.5,0.5,2.5),my,100e3FINISH/SOLnsel,s,loc,z,0d,all,allallselsolve三、使用结论方法1和方法2的结果一致,方法3偏大。
原因在于方法1和方法2的荷载分布和节点的距离没有关系,而方法3同节点的距离发生关系,所以关于最大值,方法3为最大。
施加弯矩扭矩方法总结施加弯矩扭矩的方法其实不只三种,有很多种方法,在这里介绍其中的5种,并进行比较:1.将矩转换成一对的力偶,直接施加在对应的节点上面。
2.在构件中心部位建立一个节点,定义为mass21单元,然后跟其他受力节点耦合,形成刚性区域,就是用cerig命令。
然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面。
3.使用mpc184单元。
是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,从而形成刚性面。
最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷。
4.通过rbe3命令。
该方法与方法2很接近。
5.基于表面边界法:主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现,弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。
对于方法1,通过转换为集中力或均布力,比如施加扭矩,把端面节点改成柱坐标,然后等效为施加环向的节点力;而施加弯矩,可以将力矩转化为端面的剪切均布力;但这种方法比较容易出现应力集中现象;方法2,定义局部刚性区域,施加过程venture讲的很详细,这里就不在赘述。
根据他的例子,我在下面给出了一段命令流。
该方法有个不足,它在端面额外的增加了一定的刚度,只能适用于小变形分析。
方法3,相对方法2来说,采用刚性梁单元,适用范围更广一些,对于大应变分析也能很好的适用。
但在小应变分析下,方法2和方法3没有什么区别。
方法4,定义一个主节点,施加了分布力面,应该说跟实际比较接近一点,但端面的结果好像不是很理想,结果有点偏大,在远离端面处的位置跟实际很符合。
方法5,它具体的受力形式有如下两种:刚性表面边界(Rigid surface constraint)-认为接触面是刚性的,没有变形,和通过节点耦合命令CERIG比较相似;分布力边界(Force-distributed constraint)-允许接触面的变形,和边界定义命令RBE3相似。
使用这种方法,需要用KEYOPT(2) = 2打开接触单元的MPC(多点接触边界)算法,下面针对venture给出的例题,用不同的方法来实现的命令流。
方法1不介绍了,方法2:/PREP7ET,1,95ET,2,21KEYOPT,2,3,0R,1,1E-6MP,EX,1,2.01e5MP,PRXY,1,0.3CYLIND,15,10,0,200,0,360,wpro,,90,vsbw,allwpro,,,90vsbw,allWPCSYS,-1,0K,17 , , ,210lsel,s,,,13,16,1lesize,all, , ,8, , , , ,1lsel,s,,,22lesize,all, , ,4, , , , ,1lsel,s, , ,17,20,1lsel,a, , ,26,27,1lsel,a, , ,30,31,1lesize,all, , ,20,0.4, , , ,1allsvmesh,all!!!!!下面一段开始各个方法有所不同,由于前面的建模一样,后面的例子就不再给出ksel,s,,,17type,2real,1kmesh,allallselnsel,s,loc,z,200,210npoltCERIG,node(0,0,210),ALL,ALL, , , ,!!!!!CERIG命令定义局部刚性区域allsel/SOLUf,node(0,0,210),mz,10e5FINISH!!!!!以下一段边界条件的施加各种方法一样,后面例子也不再赘述/SOLnsel,s,loc,z,0d,all,allallselsolve方法3:使用MPC184单元定义刚性梁……et,2,184keyopt,2,1,1nsel,s,loc,z,200n,15000 ,0,0,210type,2*get,nnum,node,0,count*get,ND,node,0,num,min*do,i,2,nnum!!!!节点个数是nnum,只需要生成nnum个mpc单元E, 15000,NDND=NDNEXT(ND)*enddoallsel/SOLUf,node(0,0,210),mz,10e5FINISH……方法4:rbe3命令……ET,2,21KEYOPT,2,3,0R,1,1E-6K,17 , , ,210ksel,s,,,17type,2real,1kmesh,allallselnsel,s,loc,z,200*get,nnum,node,0,count*get,ND,node,0,num,min*dim,sla,array,nnum*dim,sla2,array,nnum*do,i,1,nnumsla(i)=NDsla2(i)=NDND=NDNEXT(ND)*enddoallselrbe3,node(0,0,210),all, sla,sla2/SOLUf,node(0,0,210),mz,10e5FINISH/viewthread.php?tid=937020&highlight=%F1%EE%BA%CF/viewthread.php?tid=914150&highlight=%F1%EE%BA%CF施加弯矩扭矩方法总结应该说venture在/forum/thread-41502-1-1.html(原创)图文并茂加力矩中很好的介绍了力矩的施加方法,但该帖子中所介绍的主要是一种方法,而且也缺少命令流。
故通过查找网上的资料,并进行验证,对此加以总结:施加弯矩扭矩的方法其实不只三种,有很多种方法,在这里介绍其中的5种,并进行比较:1.将矩转换成一对的力偶,直接施加在对应的节点上面。
2.在构件中心部位建立一个节点,定义为mass21单元,然后跟其他受力节点耦合,形成刚性区域,就是用cerig命令。
然后直接加转矩到主节点,即中心节点上面。
3.使用mpc184单元。
是在构件中心部位建立一个节点,跟其他受力节点分别形成多根刚性梁,从而形成刚性面。
最后也是直接加载荷到中心节点上面,通过刚性梁来传递载荷。
4.通过rbe3命令。
该方法与方法2很接近。
5.基于表面边界法:主要通过定义一个接触表面和一个目标节点接触来实现,弯矩荷载可以通过在目标节点上用“F”命令施加。
对于方法1,通过转换为集中力或均布力,比如施加扭矩,把端面节点改成柱坐标,然后等效为施加环向的节点力;而施加弯矩,可以将力矩转化为端面的剪切均布力;但这种方法比较容易出现应力集中现象;方法2,定义局部刚性区域,施加过程venture讲的很详细,这里就不在赘述。
根据他的例子,我在下面给出了一段命令流。
该方法有个不足,它在端面额外的增加了一定的刚度,只能适用于小变形分析。
方法3,相对方法2来说,采用刚性梁单元,适用范围更广一些,对于大应变分析也能很好的适用。
但在小应变分析下,方法2和方法3没有什么区别。
方法4,定义一个主节点,施加了分布力面,应该说跟实际比较接近一点,但端面的结果好像不是很理想,结果有点偏大,在远离端面处的位置跟实际很符合。
方法5,它具体的受力形式有如下两种:刚性表面边界(Rigid surface constraint)-认为接触面是刚性的,没有变形,和通过节点耦合命令CERIG比较相似;分布力边界(Force-distributed constraint)-允许接触面的变形,和边界定义命令RBE3相似。