ansys-2_03-coupling

– 例如，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。
• 一个耦合集是一组在同一方向约束在一起的节点 (即一个自由度)。
• 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。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-3
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
如果需要连接自由度设置不同的单元类型，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：
– 梁与实体或垂直于壳的梁 – 壳与实体 – 等
•
典型的命令是： CE 命令 (或Preprocessor > Coupling/Ceqn > Constraint Eqn)
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
自由度耦合，常被用来施加平移或者循环对称条件，以保证截面依然是平面。
– –
例如：
对圆盘扇区模型 (循环对称)，应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。 对锯齿形模型的半齿模型 (平移对称)，应使一个边上的节点 在X方向自由度上耦合。
– 先选择网格划分较好的部分实体的节点和 另一部分的单元。 – 自动计算所有必要的系数和常数。 – 适合于实体单元对实体单元, 2-D 或 3-D 。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-15
耦合和约束方程 ...约束方程
连接不同类型的单元
•
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B. 约束方程
C. 练习
December 5, 2005 Inventory #001970 3-2
耦合和约束方程
A. 耦合
• 耦合是使一组节点具有相同的自由度值。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
– 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。
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
• 借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的平移自由度，不耦 合旋转自由度 。 • 例如下图中， 若A处的重合节点在UX、UY方向上耦合，旋转不耦 合，则A处的连接可模拟铰接。
A 重合节点，为了看清 分开显示
December 5, 2005 Inventory #001970 3-13
耦合和约束方程
...约束方程
一般应用于: • 连接不同的网格 • 连接不同类型的单元 • 建立刚性域 • 过盈装配
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December 5, 2005 Inventory #001970 3-14
– 接着使用命令 CPINTF或Preprocessor > Coupling / Ceqn > Coincident Nodes.
– 例如： cpintf,uy 同一位置的所有节点在UY上耦合 (包含 0.0001的缺省误差)。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-9
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
耦合和约束方程 ...约束方程
连接不同的网格
• •
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
两个已划分网格的实体在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过 建立约束方程来建立连接。 处理此类情况最方便的方法是使用 CEINTF 命令(或Preprocessor > Coupling/Ceqn > Adjacent Regions).
耦合和约束方程
...耦合
一般应用: • 施加对称条件 • 无摩擦界面 • 铰接
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December 5, 2005 Inventory #001970 3-4
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
耦合和约束方程
...耦合
施加对称条件
•
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December 5, 2005 Inventory #001970 3-7
耦耦合
• • 根据不同情况，可用多种方法设置耦合。 对节点进行同方向耦合：
– 选择所需要的集合。 – 接着使用 CP命令 或 Preprocessor > Coupling/Ceqn > Couple DOFs。 – 例如, cp,,ux,all 所有被选择节点在UX方向上耦合。
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
– 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。
– 施加在耦合节点上的载荷（在耦合自由度方向）求和后作用在主节点 上。
– 耦合自由度上的约束只能施加在主节点上。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-11
耦合和约束方程 ...耦合
• 不在同一位置节点间的耦合,如循环对称：
– 首先确保所有要耦合的节点都被选择。
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
– 然后使用命令 CPCYC 或 Preprocessor > Coupling/Ceqn > Offset Nodes.
关于此边对称
这些节点的X方向 自由度都要耦合
December 5, 2005 Inventory #001970 3-5
耦合和约束方程 ...耦合
无摩擦界面
• 如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面。
– 表面保持接触 – 几何线性分析 (小变形) – 忽略摩擦 – 在两个面上，节点是1-1对应的
– 改变 DSCALE=1，重新画图。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-12
耦合和约束方程
B. 约束方程
• 约束方程定义了节点自由度间的线性关系。
– 若两个自由度耦合， 它们的简单关系是 UX1 = UX2。
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
第 3章
耦合和约束方程
3. 耦合和约束方程
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
• 如同约束可以约束模型中节点自由度一样，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和怎样建立节点间的耦合和约束方程。
• 主要内容:
A. 耦合
– 例如, cpcyc,all,,1, 0,30,0 把圆心角相差 30º 的对应节点的各自由度进行耦合 (注：当前KCN选项是总体柱 坐标系）
December 5, 2005 Inventory #001970 3-10
耦合和约束方程 ...耦合
• 要点:
– 耦合中的自由度方向 (UX, UY, 等)是节点坐标系中的方向。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-17
耦合和约束方程 ...约束方程
过盈装配
• • 同接触耦合相类似，但在两界面间允许有过盈量或间隙。 典型方程： 0.01 = UX (node 51) - UX (node 251)
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December 5, 2005 Inventory #001970 3-18
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
耦合和约束方程
C. 练习
• 本练习包括三个问题:
W2A. 叶轮叶片
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
W2B. 涡轮叶片
W2C. 摆杆
请参考练习附录。
December 5, 2005 Inventory #001970 3-19
– 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。
• 在一个模型中可以定义任意多个约束方程。
• 一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度。约束方程的一般 形式是：
Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + Coef3 * DOF3 + ... = Constant
耦合和约束方程 ...耦合
• 演示:
– 恢复文件 sector.db 并求解 (无耦合自由度)。
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
– 设置 RSYS=1 ，画出SXY。注意无耦合时的 “梁” 特性。
– 显示扩展绘图 (使用 EXPAND12的工具按钮)，然后关闭扩展。 – 进入前处理PREP7 ，使用cpcyc命令耦合节点(Coupling/Ceqn > Offset Nodes… > KCN = 1, DY = 30) – 求解。 – 设置 RSYS=1，画出 SXY。 – 显示扩展的图形。
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December 5, 2005 Inventory #001970 3-8
INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
耦合和约束方程 ...耦合
• 同一位置节点间的耦合：
– 首先确保所有要耦合的节点都被选择。
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INTRODUCTION TO ANSYS - Part 2
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