ABAQUS中MPC與coupling解析

2017-01-20 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

ABAQUS包括多種約束定義,用于模擬模型在節(jié)點(diǎn)之間運(yùn)動關(guān)系的傳遞,在ABAQUS中,約束類型主要有下圖所示。

圖1 ABAQUS約束關(guān)系

多種約束關(guān)系中,多點(diǎn)約束(MPC)與耦合約束(Coupling)是用戶常用的兩種約束方式。如下圖所示。MPC和coupling允許在計算模型不同的自由度之間強(qiáng)加約束,即以一個節(jié)點(diǎn)的某幾個自由度為標(biāo)準(zhǔn)值,在此節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)之間建立某種關(guān)系。

圖2 MPC與Coupling選項

如上圖所示,MPC約束中有較多子選項。對于MPC約束,MPC-link 最“柔和”的,MPC-beam 次之,MPC-tie 和 MPC-pin 基本相同。Beam是較為常用的MPC約束方式,該方法采用剛性梁的方式將所有從節(jié)點(diǎn)的移動和旋轉(zhuǎn)自由度耦合到主節(jié)點(diǎn)上。Tie主要是用于點(diǎn)(一個或多個,但不能是RP)和面以及面與面之間的綁定約束。

Coupling包括K-Coupling,C-D-Coupling,S-D-Coupling三種約束耦合約束方式。如下圖所示,K-Coupling較為“剛硬”,C-D 和S-D基本一樣,連接較為柔和。K-Coupling約束耦合點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的剛體運(yùn)動,可有選擇性的約束6個自由度。D-coupling則是著重于強(qiáng)調(diào)耦合間的力和力矩的傳遞,對于位移的耦合不是剛性的。

(

1)K-Coupling

(2)D-Coupling

圖3 K-Coupling與D-Coupling示意

整體來說,MPC下面有很多子類,相對而言選擇性強(qiáng)些,對于點(diǎn)對點(diǎn)的約束很直觀,如果能結(jié)合一些網(wǎng)格劃分工具中的功能,相對而言選擇性強(qiáng)些。MPC對于點(diǎn)對點(diǎn)的約束很直觀,如果能結(jié)合一些網(wǎng)格劃分工具中的功能,是很容易定義多個點(diǎn)和另外多個點(diǎn)之間的對應(yīng)MPC關(guān)系。

對于Coupling,特別是對于很多點(diǎn)和另外很多點(diǎn)之間的耦合,可以直接通過定義面和面之間的耦合關(guān)系定義,由算法自動定義相應(yīng)的點(diǎn)和點(diǎn)之間的耦合(通常是一個點(diǎn)和幾個點(diǎn)之間的對應(yīng)耦合,有加權(quán)系數(shù)),如果是K-coupling,則是和對應(yīng)的MPC基本等價的。對于一個點(diǎn)和多個點(diǎn)之間的對應(yīng)剛性耦合,K-coupling和MPC基本等價,可以通過定義一點(diǎn)和一個面的耦合來定義,所有方便些。D-coupling則是著重于強(qiáng)調(diào)耦合間的力和力矩的傳遞,對于位移的耦合不是剛性的,這對于某些邊界條件的定義或者殼與固體的連接關(guān)系定義是有用的。通常如果不關(guān)心耦合定義所在部位的計算精度的話,用K-coupling即可。