07有限元耦合教程

耦合和约束方程耦合和约束方程正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。主要内容:A.耦合B.约束方程耦合和约束方程

A.耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值.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。例如:如果节点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。一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点(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。耦合和约束方程

A.耦合一般应用:无摩擦界面铰接耦合和约束方程

A.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，节点是一一对应的通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面。XY在UY方向耦合每对节点耦合和约束方程

A.耦合铰接耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链借助力矩释放可模拟铰接:

只耦合连接节点间的位移自由度，不耦合旋转自由度例如,下图中，

若A处重合两节点在UX、UY方向上耦合，旋转不耦合，则A连接可模拟成铰接。重合节点，为了看清分开显示AJanuary30,2001Inventory#0014433-72. 单击OK1. 拾取将要耦合的结点3. 输入耦合设置参考号，选择自由度卷标.4. 单击OK.耦合和约束方程

A.耦合根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置.将节点进行同方向耦合:选择所需要的设置。接着使用

CP命令或

orPreprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs.例如,cp,,ux,all是把所有选择节点在UX方向上耦合。January30,2001Inventory#0014433-8在零偏移量的一组节点之间生成附加耦合关系:MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodes3. 单击OK1. 输入现存耦合设置的参考号.2. 对每个设置指定新的自由度卷标.耦合和约束方程

A.耦合耦合和约束方程

A.耦合记忆要点:耦合中的自由度方向(UX,UY,等)是节点坐标系中的方向.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.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.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。另外，一个约束方程可以包含任意数量的节点和自由度的集合。约束方程的一般形式是:

Coef1*DOF1+Coef2*DOF2+Coef3*DOF3+...=Constant耦合和约束方程

B.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区过盈装配耦合和约束方程

B.约束方程连接不同的网格两个已划分网格的实体部分在某个面相连接，若它们的节点不相同，可以通过建立约束方程来建立连接.处理此类情况最容易的方法是使用

CEINTF

命令(Preprocessor>Coupling/Ceqn>AdjacentRegions).首先选择网格划分较细的对象的节点和另一方的单元.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.耦合和约束方程

B.约束方程连接不同类型的单元如果需要连接自由度集不同的单元类型，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.本内容典型的命令是：CE

命令(Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn)耦合和约束方程

B.约束方程建立刚性区约束方程通常被用来模拟刚性区。作用在节点（主节点）上的载荷将被恰当地分配到刚性区的其它节点上。使用CERIG

命令(或

Preprocessor>Coupling/Ceqn>RigidRegion).耦合和约束方程

B.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(node51)-UX(node251)January30,2001Inventory#0014433-16人工建立约束方程的菜单路径：MainMenu:Preprocessor>Coupling/Ceqn>ConstraintEqn2. 单击OK.1. 输入常数项，节点号，自由度卷标和方程系数.耦合和约束方程

B.约束方程January30,2001Inventory#0014433-17通过“刚性区”来建立约束方程MainMen