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4.6 Abaqus中的運動分散耦合
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結構耦合和運動耦合都具有將選定表面上的節(jié)點集合（耦合節(jié)點）的運動耦合到參考節(jié)點的運動的共同目的。 本節(jié)概述了兩種方法之間的一些差異。 4.6.1約束執(zhí)行的性質 •運動耦合以嚴格的主從方法執(zhí)行。消除了耦合節(jié)點處的自由度（DOF），并且將約束耦合節(jié)點隨參考節(jié)點的剛體運動而移動。 •從平均意義上講，必須進行分布耦合。沒有消除耦合節(jié)點處的自由度。相反，約束是通過分配負載來強制執(zhí)行的，例如： –耦合節(jié)點處的力合力等于參考節(jié)點處的力和力矩，并且維持參考點周圍分布載荷的力和力矩平衡。 運動耦合約束不允許受約束的自由度之間發(fā)生相對運動。但是，它確實允許無約束的自由度之間的相對運動。 分布耦合允許受約束和不受約束的自由度之間的相對運動。耦合節(jié)點的相對運動將使分布負載的平衡條件得以維持。 例如，考慮圖4.2所示的懸臂梁。它與二階磚元素網(wǎng)格化，并內置在右端。在自由端定義了耦合約束。端面節(jié)點的自由度1到6 包含在約束中。在參考節(jié)點上，沿垂直方向施加位移，而所有其他位移和旋轉分量保持為零。 使用運動學和分布約束方法分析模型；兩種約束類型的梁的變形形狀相似，如圖4.3所示。仔細檢查梁耦合端的位移，可以發(fā)現(xiàn)兩種約束方法的結果之間存在差異。圖4.4和4.5分別顯示了分布和運動學方法在梁自由端的軸向（3方向）位移的輪廓。 如圖4.4所示，分布耦合允許梁末端的節(jié)點經(jīng)歷相對變形，而如圖4.5所示，由于它將耦合節(jié)點的運動約束到參考節(jié)點的剛體運動，因此運動耦合，不是。軸向（以及橫向）方向的位移相同為零由于參考節(jié)點上的邊界條件。繼續(xù)上面的示例，請考慮僅耦合自由度1-3的情況：軸向位移的輪廓如圖2和3所示。分布方法和運動學方法分別為4.6和4.7。 圖4.6顯示，通過分布耦合，梁的末端可以自由旋轉。圖4.7顯示了受束端旋轉限制的運動學耦合。這是因為僅當至少一個從動旋轉自由度被耦合時，分布耦合的參考節(jié)點處的旋轉自由度才起作用。相反，所有自由度在參考節(jié)點上均處于活動狀態(tài) 運動耦合約束的大小，獨立于參與約束的從動自由度。必須在參考節(jié)點的無約束DOF上放置適當?shù)募s束，以避免數(shù)值奇異。當必須抑制結構中的特定運動模式時，運動耦合約束是有益的。一種應用是模擬薄壁管道中的純彎曲，在該管道中，橫截面必須呈橢圓形，但保持平面。附錄A.1概述了此示例的詳細信息。分布耦合允許對從參考節(jié)點到耦合節(jié)點的負載分布進行更多控制。除了均勻分布外，還可以使分布相對于參考節(jié)點的距離線性，二次或三次減小。運動學方法未提供任何控件。分布耦合必須始終限制耦合節(jié)點上所有可用的平移自由度。對于運動耦合約束，這不是必需的。 一旦在運動學耦合約束中指定了耦合節(jié)點處的自由度的任何組合，則其余自由度均不可用于進一步約束。分布耦合不是這種情況。 附錄A.2。中提供了其他詳細信息。對于兩種約束類型，都可以應用集中載荷或位移 在參考節(jié)點上。分布式耦合定義中的大量耦合節(jié)點可能會導致過多的內存使用和較長的運行時間。這是形成約束時產生的大波前的結果。 4.6.2在Abaqus / CAE中定義約束 在Abaqus / CAE的“交互”模塊中定義了耦合約束。 首先定義要耦合的表面。 然后，如果參考節(jié)點不是現(xiàn)有節(jié)點的一部分幾何，必須使用“工具”→“參考點”創(chuàng)建一個單獨的參考節(jié)點。然后選擇：約束→創(chuàng)建...→耦合→選擇參考節(jié)點→選擇耦合面。將出現(xiàn)“編輯約束”對話框，從中可以選擇約束類型和耦合的自由度。 |
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