ansys单元节点自由度耦合

ANSYS自由度耦合

当生成模型时，典型地是用单元去连接节点以建立不同自由度间的关系，但是，有时需要能够刻划特殊细节（刚性区域结构的铰链连接，对称滑动边界，周期条件，和其他特殊内节点连接等），这些用单元不足以来表达，可用耦合和约束方程来建立节点自由度间的特殊联系，利用这些技术能进行单元做不到的自由度连接。

1、什么是耦合

当需要迫使两个或多个自由度（DOFs）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他自由度。耦合只能将主自由度保存在分析的矩阵方程里，而将耦合集内的其他自由度删除。计算的主自由度值将分配到耦合集内的所有其他自由度中去。

典型的耦合自由度应包括：部分模型包含对称；在两个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。

2、如何生成耦合

命令：CP

GUI：Preprocessor——Coupl/Ceqn——Couple DOF

在生成一个耦合节点之后，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。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合中的节点。要修改一耦合自由度（即增、删节点或改变自由度标记）用CPNGEN命令（无GUI）。

CPINTF命令通过在对每对重合节点上定义自由度标记生成一耦合集而实

现对模型重合节点的耦合。此操作对“扣紧”几对节点（诸如一条缝）尤为有用。

命令:CPINTF

GUI：Preprocessor——Coupl/Ceqn——Coincident nodes

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变现方式：

（1）如果对重复节点所有自由度都要耦合，通常用NRMMRG （numbering——mergeit）将这些节点合并起来更方便；

（2）可用EINTF命令（create——element——at coincident）在重复节点生成2节点单元连接；

（3）用EINTF(preprocessor——couple/ceqn——adjacent rejoins)将两个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；

（4）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：CPSGEN

GUI：Preprocessor——Couple/Ceqn——genw/sam node

（5）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耦合集。

命令：CPSGEN

GUI：couple/ceqn_genw_samdof

（6）用下列方法对耦合自由度集列表。

命令：CPLIST

GUI:list——other——couple set

（7）用下列方法删除耦合。

命令：CPDELE

GUI:couple/ceqn——del couple sets（删除集）必须用cpngen命令或cp 命令以耦合集中删除特定的节点。

3、耦合的其他条件

（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一致性；

（2）自由度是在一个集内耦合而不是集之间耦合，不允许一个自由度出现在多于一个耦合集中；

（3）接地自由度（由D或其他约束命令指定自由度值）不能包括在耦合集合中；

（4）在减缩自由度分析中，如果主自由度要从耦合自由集中选取，只有主要自由度才能被指定为主自由度（不能指定耦合集中的删除自由度为主自由度）；

（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会出现在反力中。