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4.6 Abaqus中的運(yùn)動(dòng)分散耦合
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結(jié)構(gòu)耦合和運(yùn)動(dòng)耦合都具有將選定表面上的節(jié)點(diǎn)集合（耦合節(jié)點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)耦合到參考節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)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(zhì) •運(yùn)動(dòng)耦合以嚴(yán)格的主從方法執(zhí)行。消除了耦合節(jié)點(diǎn)處的自由度（DOF），并且將約束耦合節(jié)點(diǎn)隨參考節(jié)點(diǎn)的剛體運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)。 •從平均意義上講，必須進(jìn)行分布耦合。沒有消除耦合節(jié)點(diǎn)處的自由度。相反，約束是通過分配負(fù)載來強(qiáng)制執(zhí)行的，例如： –耦合節(jié)點(diǎn)處的力合力等于參考節(jié)點(diǎn)處的力和力矩，并且維持參考點(diǎn)周圍分布載荷的力和力矩平衡。 運(yùn)動(dòng)耦合約束不允許受約束的自由度之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。但是，它確實(shí)允許無約束的自由度之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 分布耦合允許受約束和不受約束的自由度之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。耦合節(jié)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將使分布負(fù)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(nèi)置在右端。在自由端定義了耦合約束。端面節(jié)點(diǎn)的自由度1到6 包含在約束中。在參考節(jié)點(diǎn)上，沿垂直方向施加位移，而所有其他位移和旋轉(zhuǎn)分量保持為零。 使用運(yùn)動(dòng)學(xué)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(xì)檢查梁耦合端的位移，可以發(fā)現(xiàn)兩種約束方法的結(jié)果之間存在差異。圖4.4和4.5分別顯示了分布和運(yùn)動(dòng)學(xué)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(diǎn)經(jīng)歷相對(duì)變形，而如圖4.5所示，由于它將耦合節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)約束到參考節(jié)點(diǎn)的剛體運(yùn)動(dòng)，因此運(yùn)動(dòng)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(diǎn)上的邊界條件。繼續(xù)上面的示例，請(qǐng)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(yùn)動(dòng)學(xué)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(zhuǎn)。圖4.7顯示了受束端旋轉(zhuǎn)限制的運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合。這是因?yàn)閮H當(dāng)至少一個(gè)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)自由度被耦合時(shí)，分布耦合的參考節(jié)點(diǎn)處的旋轉(zhuǎn)自由度才起作用。相反，所有自由度在參考節(jié)點(diǎn)上均處于活動(dòng)狀態(tài) 運(yùn)動(dòng)耦合約束的大小，獨(dú)立于參與約束的從動(dòng)自由度。必須在參考節(jié)點(diǎn)的無約束DOF上放置適當(dāng)?shù)募s束，以避免數(shù)值奇異。當(dāng)必須抑制結(jié)構(gòu)中的特定運(yùn)動(dòng)模式時(shí)，運(yùn)動(dòng)耦合約束是有益的。一種應(yīng)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(xì)信息。分布耦合允許對(duì)從參考節(jié)點(diǎn)到耦合節(jié)點(diǎn)的負(fù)載分布進(jìn)行更多控制。除了均勻分布外，還可以使分布相對(duì)于參考節(jié)點(diǎn)的距離線性，二次或三次減小。運(yùn)動(dòng)學(xué)方法未提供任何控件。分布耦合必須始終限制耦合節(jié)點(diǎn)上所有可用的平移自由度。對(duì)于運(yùn)動(dòng)耦合約束，這不是必需的。 一旦在運(yùn)動(dòng)學(xué)耦合約束中指定了耦合節(jié)點(diǎn)處的自由度的任何組合，則其余自由度均不可用于進(jìn)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(xì)信息。對(duì)于兩種約束類型，都可以應(yīng)用集中載荷或位移 在參考節(jié)點(diǎn)上。分布式耦合定義中的大量耦合節(jié)點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致過多的內(nèi)存使用和較長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。這是形成約束時(shí)產(chǎn)生的大波前的結(jié)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(diǎn)不是現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)的一部分幾何，必須使用“工具”→“參考點(diǎn)”創(chuàng)建一個(gè)單獨(dú)的參考節(jié)點(diǎn)。然后選擇：約束→創(chuàng)建...→耦合→選擇參考節(jié)點(diǎn)→選擇耦合面。將出現(xiàn)“編輯約束”對(duì)話框，從中可以選擇約束類型和耦合的自由度。 |
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