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2025-05-05 07:59本頁面
【正文】 如果滿足下列條件，則可用耦合自由度來模擬接觸面 : –表面保持接觸 , –此分析是幾何線性的（小變形） –忽略摩擦 –在兩個界面上，節(jié)點是一一對應的 . ?通過僅耦合垂直于接觸面的移動來模擬接觸 . ?優(yōu)點 : –分析仍然是線性的 –無間隙收斂性問題 有限元分析及應用講義 51 3. 鉸接 耦合可用來模擬力耦松弛，例如鉸鏈、無摩擦滑動器、萬向節(jié) 考慮一個 2D的梁模型，每個節(jié)點上有三個自由度 ux、 uy和 rotz， A點為一鉸鏈連接。將同一位置節(jié)點的自由度 ux、 uy耦合起來。 1 2 A 節(jié)點 1和節(jié)點 2處于同一位置，但為于清楚起見，在圖上分開顯示。 . 為了模擬鉸接，將同一位置兩個節(jié)點的移動自由度耦合起來，而不耦合轉動自由度 有限元分析及應用講義 52 在循環(huán)對稱切面上的對應位置實施自由度耦合。 用耦合施加循環(huán)對稱性 有限元分析及應用講義 53 三種建立耦合關系的方法 進入創(chuàng)建耦合關系的菜單路徑 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Couple DOFs 2. 單擊 OK 1. 拾取將要耦合的結點 3. 輸入耦合設置參考號，選擇自由度卷標 . 4. 單擊 OK. 有限元分析及應用講義 54 在零偏移量的一組節(jié)點之間生成附加耦合關系 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Gen w/Same Nodes 3. 單擊 OK 1. 輸入現(xiàn)存耦合設置的參考號 . 2. 對每個設置 指定新的自由度卷標. 有限元分析及應用講義 55 在同一位置的節(jié)點之間自動生成耦合關系 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Coincident Nodes 1. 指定自由度卷標 . 2. 指定節(jié)點位置的容差 3. 單擊 OK 有限元分析及應用講義 56 練習 －用耦合關系來模擬接觸 在此練習中，將用耦合 /約束選項在兩部分間產(chǎn)生耦合 DOF設置來模擬接觸問題 1. 恢復數(shù)據(jù)庫 ，并在圖形窗口中畫單元 . 2. 在重合節(jié)點的所有節(jié)點對上建立 UY耦合關系 a. 選擇耦合重合的結點 . b. 拾取 UY 3. 求解并進行后處理 有限元分析及應用講義 57 約束方程 約束方程定義節(jié)點自由度之間的線性關系 約束方程的特點 ? 自由度卷標的任意組合 . ? 任意節(jié)點號 . ? 任意實際的自由度方向 ―― 在不同的節(jié)點上 ux可能不同 . 例 Constant = Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + ... 有限元分析及應用講義 58 四種約束方程的應用 1. 連接不同的網(wǎng)格 : ? 實體與實體的界面 ? 2－ D或 3－ D ? 相同或相似的單元類型 ? 單元面在同一表面上，但結點 位置不重合 有限元分析及應用講義 59 ? 建立轉動自由度和移動自由度之間的關系 2. 連接不相似的單元類型 : 殼與實體 垂直于殼或實體的梁 . 有限元分析及應用講義 60 3. 建立剛性區(qū) ? 在某些特殊情況下，全剛性區(qū)給出了 約束方程的另一種應用 ? 全剛性區(qū)和部分剛性區(qū)的約束方 程都可由程序自動生成 4. 過盈裝配 ? 與接觸耦合相似，但在兩個界面之間 允許有過盈量或穿透 ? 典型方程 : = UX (node 51) UX (node 251) 有限元分析及應用講義 61 四種 建立約束方程的過程 人工建立約束方程的菜單路徑 ： Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Constraint Eqn 2. 單擊 OK. 1. 輸入常數(shù)項，節(jié)點號，自由度卷標和方程系數(shù) . 有限元分析及應用講義 62 以現(xiàn)有的約束方程為基礎生成約束方程： 1. 生成第一個約束方程 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Constraint Eqn. 2. 生成其余的約束方程 : Main Menu: Preprocessor Coupling/Ceqn Gen w/Same DOF. Procedure 1. ..... 2. ..... 3. ..... 生成的約束方程數(shù) . 現(xiàn)存約束方程中的節(jié)點增量 3. 選擇 OK 生成的約束方程的起始序號，終止序號和增量 有限元分析及應用講義 63 通過“剛性區(qū)”來建立約束方程 Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Region 拾取將要連在一起的結點，然后單擊 OK Procedure 1. ..... 2. ..... 3. ..... 1. 選擇將要使用的剛性區(qū)的類型（自由度設置） 2. 單擊 OK 有限元分析及應用講義 64 在相鄰的區(qū)域生成約束方程： 1. 從網(wǎng)格較密的區(qū)域中選擇節(jié)點 2. 從網(wǎng)格較稀的區(qū)域中選擇單元 . Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Adjacent Regions 3. 指定容差，此容差作為單元區(qū)域中最小單元長度的比率 . 5. 單擊 OK 4. 在約束方程中將要使用的自由度 有限元分析及應用講義 65 Exercise 在此練習中，將使用約束方程將具有不同單元類型和不同網(wǎng)格的兩部分連接起來。這兩部分分別是渦輪葉片段及葉片連接的基座 1. 恢復數(shù)據(jù)庫文件（ ）并在圖形窗口中顯示單元 . 2. 選擇基座上的單元（ mat2） 3. 選擇葉片底面上的節(jié)點 ， unselect附在底座單元上的節(jié)點（接第 2步） 4. 在所選的相鄰區(qū)域生成約束方程 . 5. 選擇 everything 6. 求解并進行后處理 . Base Blade ，在位置 Z＝ 0處reselect節(jié)點
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