有限元分析培訓(xùn)教材(參考版)
2025-01-15 23:36本頁(yè)面
【正文】 用耦合施加循環(huán)對(duì)稱性 有限元分析及應(yīng)用講義 53 三種建立耦合關(guān)系的方法 進(jìn)入創(chuàng)建耦合關(guān)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(jié)點(diǎn) 3. 輸入耦合設(shè)置參考號(hào)，選擇自由度卷標(biāo) . 4. 單擊 OK. 有限元分析及應(yīng)用講義 54 在零偏移量的一組節(jié)點(diǎn)之間生成附加耦合關(guān)系 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Gen w/Same Nodes 3. 單擊 OK 1. 輸入現(xiàn)存耦合設(shè)置的參考號(hào) . 2. 對(duì)每個(gè)設(shè)置 指定新的自由度卷標(biāo). 有限元分析及應(yīng)用講義 55 在同一位置的節(jié)點(diǎn)之間自動(dòng)生成耦合關(guān)系 : Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Coincident Nodes 1. 指定自由度卷標(biāo) . 2. 指定節(jié)點(diǎn)位置的容差 3. 單擊 OK 有限元分析及應(yīng)用講義 56 練習(xí) －用耦合關(guān)系來(lái)模擬接觸 在此練習(xí)中，將用耦合 /約束選項(xiàng)在兩部分間產(chǎn)生耦合 DOF設(shè)置來(lái)模擬接觸問題 1. 恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù) ，并在圖形窗口中畫單元 . 2. 在重合節(jié)點(diǎn)的所有節(jié)點(diǎn)對(duì)上建立 UY耦合關(guān)系 a. 選擇耦合重合的結(jié)點(diǎn) . b. 拾取 UY 3. 求解并進(jìn)行后處理 有限元分析及應(yīng)用講義 57 約束方程 約束方程定義節(jié)點(diǎn)自由度之間的線性關(guān)系 約束方程的特點(diǎn) ? 自由度卷標(biāo)的任意組合 . ? 任意節(jié)點(diǎn)號(hào) . ? 任意實(shí)際的自由度方向 ―― 在不同的節(jié)點(diǎn)上 ux可能不同 . 例 Constant = Coef1 * DOF1 + Coef2 * DOF2 + ... 有限元分析及應(yīng)用講義 58 四種約束方程的應(yīng)用 1. 連接不同的網(wǎng)格 : ? 實(shí)體與實(shí)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(jié)點(diǎn) 位置不重合 有限元分析及應(yīng)用講義 59 ? 建立轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和移動(dòng)自由度之間的關(guān)系 2. 連接不相似的單元類型 : 殼與實(shí)體 垂直于殼或?qū)嶓w的梁 . 有限元分析及應(yīng)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(yīng)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(dòng)生成 4. 過盈裝配 ? 與接觸耦合相似，但在兩個(gè)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(yīng)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(xiàng)，節(jié)點(diǎn)號(hào)，自由度卷標(biāo)和方程系數(shù) . 有限元分析及應(yīng)用講義 62 以現(xiàn)有的約束方程為基礎(chǔ)生成約束方程： 1. 生成第一個(gè)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(diǎn)增量 3. 選擇 OK 生成的約束方程的起始序號(hào)，終止序號(hào)和增量 有限元分析及應(yīng)用講義 63 通過“剛性區(qū)”來(lái)建立約束方程 Main Menu: Preprocessor Coupling / Ceqn Rigid Region 拾取將要連在一起的結(jié)點(diǎn)，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(shè)置） 2. 單擊 OK 有限元分析及應(yīng)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(diǎn) 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(zhǎng)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(yīng)用講義 65 Exercise 在此練習(xí)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(lái)。 1 2 A 節(jié)點(diǎn) 1和節(jié)點(diǎn) 2處于同一位置，但為于清楚起見，在圖上分開顯示。 有限元分析及應(yīng)用講義 49 耦合的三種一般應(yīng)用 1. 施加對(duì)稱性條件： ? 耦合自由度常被用來(lái)實(shí)施移動(dòng)或循環(huán)對(duì)稱條件 . ? 考慮在均勻軸向壓力下的空心長(zhǎng)圓柱體，此 3－ D結(jié)構(gòu)可用下面右圖所示的 2－ D軸對(duì)稱模型表示 . x y x y 1 2 3 4 5 11 12 13 14 15 由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性 ， 上面的一排結(jié)點(diǎn)在軸向上的位移應(yīng)該相同 有限元分析及應(yīng)用講義 50 2. 無(wú)摩擦的界面 ? 如果滿足下列條件，則可用耦合自由度來(lái)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(gè)界面上，節(jié)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)的 . ?通過僅耦合垂直于接觸面的移動(dòng)來(lái)模擬接觸 . ?優(yōu)點(diǎn) : –分析仍然是線性的 –無(wú)間隙收斂性問題 有限元分析及應(yīng)用講義 51 3. 鉸接 耦合可用來(lái)模擬力耦松弛，例如鉸鏈、無(wú)摩擦滑動(dòng)器、萬(wàn)向節(jié) 考慮一個(gè) 2D的梁模型，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上有三個(gè)自由度 ux、 uy和 rotz， A點(diǎn)為一鉸鏈連接。 ? 一個(gè)耦合設(shè)置是一組被約束在一起，有著同一方向的節(jié)點(diǎn) (即一個(gè)自由度 )。 ?線間距比率（ space） ,對(duì)層狀劃分一般取 ?內(nèi)部網(wǎng)格層厚度（ layer1） 線上單
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