理论教育 有限元分析:直接与自动定义约束方程的对比

有限元分析:直接与自动定义约束方程的对比

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:本章前面提到一个例子说明如何用CE命令直接生成约束方程,每次只能生成一个。下面介绍三种自动生成多约束方程的操作。类似地,此操作也可在三维空间为每对约束节点生成六个方程,在每个约束节点上必须有UX、UY、UZ、ROTX、ROY和ROTZ六个自由度。已有约束方程集内的节点编号将增加以生成另外的约束方程集。另外约束方程集的标记和系数保持与原集的一致。

有限元分析:直接与自动定义约束方程的对比

本章前面提到一个例子说明如何用CE命令直接生成约束方程,每次只能生成一个。下面介绍三种自动生成多约束方程的操作。

1.定义刚性区域

CERIG命令通过写约束方程定义一个刚性区域。通过连接一保留的节点到许多待去掉节点定义刚性线。

命令:CERIG

GUI:Main Menu|Preprocessor|Coupling/Ceqn|Rigid Region

操作后弹出如图5-5所示的使用约束方程定义刚性区域对话框。

978-7-111-35546-5-Chapter05-6.jpg

图5-5 使用约束方程定义刚性区域对话框

将CERIG命令的Ldof设置为ALL,此操作将为每对二维空间的约束节点生成三个方程。这三个方程在总体笛卡儿空间确定三个刚体运动(UX、UY、ROTZ)。为在二维模型上生成一个刚性区域,必须保证X-Y平面为刚性平面,并且在每个约束节点有UX、UY和ROTZ三个自由度。类似地,此操作也可在三维空间为每对约束节点生成六个方程,在每个约束节点上必须有UX、UY、UZ、ROTX、ROY和ROTZ六个自由度。

输入其他标记的Ldof域将有不同的作用。如果此区域设置为UXYZ,程序在二维(X,Y)空间将写两个约束方程,而在三维空间(X、Y、Z)将写三个约束方程。这些方程将写成从节点的平移自由度和主节点的平移和转动自由度。类似地,RXYZ标记允许生成忽略从节点的平移自由度的部分方程。其他标记的Ldof将生成其他类型的约束方程。

总之,从节点只需要由Ldof标记的自由度,但主节点必须有所有的平移和转动自由度(即二维的UX、UY和ROTZ,三维的UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ)。对由没有转动自由度单元组成的模型,应当考虑增加一个虚拟的梁单元以在主节点上提供旋转自由度。

2.将不相似的已划分网格区域连在一起

命令:CEINTF

GUI:Main Menu|Preprocessor|Coupling/Ceqn|Adjacent Regions。(www.daowen.com)

连起来生成约束方程。这项操作将不相似网格形式的区域连接在一起。在两区域的交界处,从网格稠密的区域选择节点A,从网格稀疏区域选择单元B,使用区域B单元的形函数,在相关的区域A和B界面的节点处写约束方程。ANSYS允许这些节点位置使用两公差准则,节点在单元之外超过第一公差就认为节点不在界面上,节点贴近单元表面的距离小于第二公差则将节点移到表面上。

3.从已有约束方程集定义约束方程集

可用CESGEN命令从已有约束方程集生成约束方程。已有约束方程集内的节点编号将增加以生成另外的约束方程集。另外约束方程集的标记和系数保持与原集的一致。

命令:CESGEN

GUI:Main Menu|Preprocessor|Coupling/Ceqn|Gen w/same DOF

4.列表和删除约束方程

列表约束方程的方法如下。

命令:CELIST

GUI:Utility Menu|List|Other|Constraint Eqns|All CE nodes selected

删除约束方程的方法如下。

命令:CEDELE

GUI:Main Menu|Preprocessor|Coupling/Ceqn|Del Constr Eqn

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