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ABAQUS軟件的運動耦合約束和分布耦合約束

來源: | 作者:thinks | 發(fā)布時間: 2023-07-19 | 1969 次瀏覽 | 分享到:

耦合約束(couping constraint) 有兩種類型運動耦合 (kinematic coupling)和分布耦合(distribute coupling),二者有何區(qū)別?

 

耦合約束的含義是在被約束區(qū)域 (constraint region) 與一個控制點 (control point)之間建立運動上的約束關(guān)系。在 ABAQUS/CAE軟件 中定義合接觸的方法為 Interaction 功能模塊中單擊菜單Interaction一Create,將類型設(shè)為Coupling,依次選擇控制點和被約束區(qū)域在如圖 7-2 所示的對話框中可以設(shè)置合約束的類型,以及在被約束區(qū)域的哪些自由度上建約束。

 

默認的糊合約束類型是運動耦合 (kine-matic coupling),被約束區(qū)域的全部6個自由度都被選中,這時就像把整個被約束區(qū)域和控制點焊接在一起一樣,被約束區(qū)域變?yōu)閯傂缘拇藚^(qū)域的各節(jié)點之間不會發(fā)生相對位移,只會隨著控制點做剛體運動。注意,不要錯誤地理解為被約束區(qū)域上每個節(jié)點的位移都等于控制點的位移,例如,當(dāng)控制點旋轉(zhuǎn)時,被約束區(qū)域會隨之旋轉(zhuǎn),這時被約束區(qū)域上每個點的位移都是不同的。

 

定義合約束時也可以只選擇一部分自由度。例如,在圖 7-2 中只選中 U1,則被約束區(qū)城上各節(jié)點在1方向上的位移將會取決于控制點的運動,而其他5個自由度上的位移與控制點的運動無關(guān)。這種情況不太容易找到工程實際中的例子,因此理解起來會有些困難。

 

 

7-2建立約束

 

實體單元(例如C3D8I)的節(jié)點沒有旋轉(zhuǎn)自由度,只有平動自由度 U1、U2U3。如被約束區(qū)域是實體單元的節(jié)點,定義耦合約束時是否選中 UR1、UR2、UR3 都有關(guān)系,對分析結(jié)果并沒有影響。

 

分布耦合 (distribute coupling) 和上面介紹的情況是類似的,也是被約束區(qū)域隨著控制點運動,只是被約束區(qū)域不再是剛性的,而是柔性的,可以發(fā)生變形,ABAQUS軟件將控制點上受到的力以某種方式分布 (ditribute) 被約區(qū)域上,對被約束區(qū)域上各節(jié)點的運動進行加權(quán)平均處理,使此區(qū)域上受到的合力和合力矩與施加在參考點上的力和力矩等效。換言之,分布耦合允許被約束區(qū)域上的各部分之間發(fā)生相對變形,比運動合中的面更柔軟。

 

《實例詳解》第 3.1.1節(jié)“問題的述”有個合的應(yīng)用實例。建議讀者自已做一些簡單的模型,來加深對以上內(nèi)容的理解。二維模型(例如平面應(yīng)力) 只有三個自由度U1、U2 和UR3,會更容易理解。讀者可以嘗試給定控制點上的位移,而不是施加力載荷這樣就更容易得到所希望的運動效果。

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