说明约束方程的四种普遍应用省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

模具

耦合和约束方程

4/13/20241第1页在完成此章学习之后，给出一个已经划分好网格模型数据库文件，我们应该能够使用耦合或约束方程来建立节点自由度之间联络ModuleObjective第一讲耦合3-1. 定义耦合设置3-2. 说明耦合三种普遍应用.3-3. 采取3种不一样方法建立耦合关系.第二讲约束方程\3-4. 定义“约束方程”3-5. 说明约束方程四种普遍应用3-6. 采取四种不一样方法生成约束方程.LessonObjectives目标4/13/20242第2页第一讲

耦合

4/13/20243第3页耦合设置

Objective3-1. 定义“耦合设置”一个耦合设置是一组被约束在一起，有着相同大小，但值未知自由度耦合设置特点：只有一个自由度卷标－如：ux,uy或temp可含有任意节点数任意实际自由度方向－ux在不一样节点上可能是不一样主、从自由度概念加在主自由度上载荷Definition4第4页耦合普通应用

1. 施加对称性条件：耦合自由度常被用来实施移动或循环对称条件.考虑在均匀轴向压力下空心长圆柱体，此3－D结构可用下面右图所表示2－D轴对称模型表示.xyxy123451112131415因为结构对称性，上面一排结点在轴向上位移应该相同Objective3-2. 说明耦合三种普通性应用.

中国最大资料库下载5第5页耦合普通性应用（续）

2.无摩擦界面假如满足以下条件，则可用耦合自由度来模拟接触面:表面保持接触,此分析是几何线性（小变形）忽略摩擦在两个界面上，节点是一一对应.经过仅耦合垂直于接触面移动来模拟接触.

优点:分析依然是线性无间隙收敛性问题6第6页3.

铰接 耦合可用来模拟力耦松弛松，比如铰链、无摩擦滑动器、万向节耦合普通性应用（续）考虑一个2D梁模型，每个节点上有三个自由度ux、uy和rotz，A点为一铰链连接。将同一位置节点自由度ux、uy耦合起来。12A节点1和节点2处于同一位置，但为于清楚起见，在图上分开显示。.为了模拟铰接，将同一位置两个节点移动自由度耦合起来，而不耦合转动自由度7第7页耦合普通性应用（续）在循环对称切面上对应位置实施自由度耦合。用耦合施加循环对称性8第8页建立耦合关系

Objective3-3. 经过三种不一样方法建立耦合关系进入人为地创建耦合关系菜单路径:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFsProcedure1......2......3......

2. 单击OK1. 拾取将要耦合结点3. 输入耦合设置参考号，选择自由度卷标.4. 单击OK.9第9页建立耦合关系（续）在零偏移量一组节点之间生成附加耦合关系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodesProcedure1......2......3......

3. 单击OK1. 输入现存耦合设置参考号.2. 对每个设置指定新自由度卷标.10第10页建立耦合关系（续）在同一位置节点之间自动生成耦合关系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodesProcedure1......2......3......

1. 指定自由度卷标.2. 指定节点位置容差3. 单击OK11第11页练习－用耦合关系来模拟接触在此练习中，将用耦合/约束选项在两部分间产生耦合DOF设置来模拟接触问题1. 恢复数据库cpnorm.db1，并在图形窗口中画单元.2. 在重合节点全部节点对上建立UY耦合关系a. 选择耦合重合结点.b. 拾取UY3. 求解并进行后处理12第12页练习 －耦合循环对称边界

Exercise1. 以作业名“cprot”进入ANSYS2. 恢复数据库文件“cprot.db1”并在图形窗口中画单元.3. 在总体柱坐标系下，生成含有Y增量为30节点复制件.a. 将当前坐标系变为总体柱坐标系.b. 在当前坐标系中，以Y＝30增量拷贝全部结点.4. 在同一位置节点上生成适当耦合关系.a. Choosecouplecoincidentnodes.b. ChooseAllAppropriate.5. 不选择附在单元上节点.a. 选择entity,nodeattachedto.b. 选择unselect，并单击apply.6. 将新节点拷贝回原始位置(DY=-30,INC=0).在此练习中，由生成耦合DOF设置来模拟有循环对称性模型接触问题13第13页练习 －耦合循环对称边界（续）a. 以Y＝－30增量拷贝全部节点.b. 对节点号增量输入0.7. 选择everythry8. 对全部处于同一位置节点进行merge操作

a.Numberingcontrols>Mergeitems.b. 关掉警告信息.9. 将全部节点坐标系转到总体柱坐标系a. MainMenu:Preprocessor>-Modeling-Move/Modify>RotatenodeCStoactiveCS.b. 拾取all10. 求解并进行后处理.14第14页第二讲

约束方程4/13/202415第15页约束方程

Objective3-4. 定义“约束方程”约束方程定义节点自由度之间线性关系约束方程特点自由度卷标任意组合.任意节点号.任意实际自由度方向――在不一样节点上ux可能不一样.例Constant=Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+...Definition16第16页约束方程应用1.

连接不一样网格:实体与实体界面2－D或3－D相同或相同单元类型单元面在同一表面上，但结点位置不重合Objective3-5. 3－5说明约束方程四种应用.17第17页约束方程应用（续）

建立转动自由度和移动自由度之间关系2. 连接不相同单元类型:壳与实体垂直于壳或实体梁.18第18页3. 建立刚性区在一些特殊情况下，全刚性区给出了约束方程另一个应用全刚性区和部分刚性区约束方程都可由程序自动生成约束方程应用（续）19第19页4. 过盈装配与接触耦合相同，但在两个界面之间允许有过盈量或穿透经典方程:0.01=UX(node51)-UX(node251)约束方程应用（续）20第20页建立约束方程过程Objective3-6. 采取四种不一样方法建立约束方程.人工建立约束方程菜单路径：MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqnProcedure1......2......3......

2. 单击OK.1. 输入常数项，节点号，自由度卷标和方程系数.21第21页建立约束方程过程（续）以现有约束方程为基础生成约束方程：1. 生成第一个约束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn.2. 生成其余约束方程:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameDOF.Procedure1......2......3......

生成约束方程数.现存约束方程中节点增量3. 选择OK生成约束方程起始序号，终止序号和增量22第22页建立约束方程过程（续）

经过“刚性区”来建立约束方程MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>RigidRegion>拾取将要连在一起结点，然后单击OKProcedure1......2......3......

1. 选择将要使用刚性区类型（自由度设置）2. 单击OK23第23页建立约束方程过程（续）在相邻区域生成约束方程：1. 从网格较密区域中选择节点2. 从网格较稀区域中选择单元.MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegionsProcedure1......2......3......

3. 指定容差，此容差作为单元区域中最小单元长度比率.5. 单击OK4. 在约束方程中将要使用自由度24第24页练习－在蜗轮叶片上建立约束方程

Exercise在此练习中，将使用约束方程将含有不一样单元类型和不一样网格两部分连接起来。这两部分分别是涡轮叶片段