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使用 合并节点、MPC 接触、节点耦合、约束方程等的一个例子 (1)  

2011-05-04 08:03:05|  分类: ANSYS 实例 - GUI |  标签: |举报 |字号 订阅

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    本例简单说明了 ANSYS 中的 MPC、节点耦合和约束方程的基本用法,并对它们做了初步比较。
    一 结构概况 
     例题所用结构为一个交叉壳体结构,由两个壳体组成,一个是 ? 圆柱壳体,半径 99.9,另一个是与圆柱壳体交叉的平面壳体,为了便于后续处理,其与圆柱壳体交叉处的半径取为 100,即两个壳体在交叉处有 0.1 的间隙。壳体厚度均取为 10。约束条件为圆柱壳体四周固支。 
    在划分网格时也有意使两个壳体的连接位置具有相同的节点分布,以方便后续处理。 
    材料性能:弹性模量 E = 206000 MPa 
                           泊松比 μ= 0.3 
                               密度 ρ= 7.8e-9 T/mm3    
    计算两种情况:
        1  计算结构的前 12  阶固有模态。
        2  计算平面壳体承受均布压力 1 时的变形和应力。
   
   计算时比较了两个壳体之间的 4 种不同连接方式:
       1   合并一致节点 
            第一种处理方法是使用合并一致节点,即两个壳体为刚性连接;
       2   使用 MPC 接触方式;
       3   使用节点耦合全部自由度;
       4   使用约束方程,连接全部自由度。 
  
    二  创建基本模型:
    为了方便,首先创建一个基本模型,然后根据所使用的不同方法进行相应的操作。基本建模的命令流如下:

        fini 
        /clear 
        !* 
        /FILNAME,ansys_bas,0 
        !* 
        /PREP7  
        !* 
        ET,1,SHELL63 
        !* 
        R,1,10, , , , , , 
        !* 
        MPTEMP,,,,,,,,  
        MPTEMP,1,0  
        MPDATA,EX,1,,206000 
        MPDATA,PRXY,1,,0.3  
        MPDATA,DENS,1,,7.8e-9   
        !* 
        CYL4, , ,100,-30,200,30, 
        CYL4, , ,99.9,-30,99.9,30, 400 
        !* 
        VDELE,       1  
        !* 
        FLST,2,3,5,ORDE,3   
        FITEM,2,3   
        FITEM,2,5   
        FITEM,2,-6  
        ADELE,P51X, , ,1 
        ADELE,       2, , ,1 
        !* 
        FLST,3,1,5,ORDE,1   
        FITEM,3,1   
        AGEN, ,P51X, , , , ,200, , ,1   
        !* 
        RECTNG,0,600,-25,25, 
        !* 
        FLST,3,1,5,ORDE,1   
        FITEM,3,2   
        AGEN, ,P51X, , , , ,200, , ,1 
        !* 
        FLST,2,2,5,ORDE,2   
        FITEM,2,1   
        FITEM,2,-2  
        AOVLAP,P51X 
        !* 
        FLST,2,4,5,ORDE,3   
        FITEM,2,3   
        FITEM,2,5   
        FITEM,2,-7  
        ADELE,P51X, , ,1 
        !* 
        KWPAVE,      14 
        wpro,,90.000000, 
        ASBW,       4   
        !* 
        KWPAVE,      16 
        ASBW,       2   
        !* 
        LESIZE,ALL,5, , , ,1, , ,1, 
        !* 
        FLST,5,4,4,ORDE,4   
        FITEM,5,3   
        FITEM,5,8   
        FITEM,5,11  
        FITEM,5,-12 
        CM,_Y,LINE  
        LSEL, , , ,P51X 
        !* 
        CM,_Y1,LINE 
        CMSEL,,_Y   
        !* 
        LESIZE,_Y1, , ,50, , , , ,1 
        !* 
        FLST,5,4,5,ORDE,4   
        FITEM,5,1   
        FITEM,5,3   
        FITEM,5,-4  
        FITEM,5,8   
        CM,_Y,AREA  
        ASEL, , , ,P51X 
        CM,_Y1,AREA 
        CHKMSH,'AREA'   
        CMSEL,S,_Y  
        !* 
        MSHKEY,1 
        AMESH,_Y1   
        MSHKEY,0 
        CMDELE,_Y   
        CMDELE,_Y1  
        CMDELE,_Y2  
        !* 
        WPSTYLE,,,,,,,,0 
        FLST,5,561,2,ORDE,4 
        FITEM,5,301 
        FITEM,5,-850 
        FITEM,5,1371 
        FITEM,5,-1381   
        ESEL,S, , ,P51X 
        !* 
        CM,ea,ELEM  
        !* 
        FLST,5,11,2,ORDE,2  
        FITEM,5,1371 
        FITEM,5,-1381   
        ESEL,R, , ,P51X 
        !* 
        ALLSEL,BELOW,ELEM 
        !* 
        CM,e2,ELEM 
        !* 
        FLST,5,12,1,ORDE,12 
        FITEM,5,1257 
        FITEM,5,1288 
        FITEM,5,1308 
        FITEM,5,1328 
        FITEM,5,1348 
        FITEM,5,1368 
        FITEM,5,1388 
        FITEM,5,1408 
        FITEM,5,1428 
        FITEM,5,1448 
        FITEM,5,1468 
        FITEM,5,1488 
        NSEL,U, , ,P51X 
        !* 
        CM,n2,NODE  
        CMSEL,S,EA  
        !* 
        FLST,5,22,2,ORDE,2  
        FITEM,5,565 
        FITEM,5,-586 
        ESEL,R, , ,P51X 
        !* 
        ALLSEL,BELOW,ELEM   
        !* 
        CM,n1,NODE  
        CM,e1,ELEM  
        !* 
        CMSEL,U,N1  
        !* 
        CMSEL,S,N1  
        CMSEL,A,N2  
        !* 
        ALLSEL,ALL  
        !* 
        CMSEL,S,N2  
        CMSEL,A,N1  
        !* 
        WPSTYLE,,,,,,,,0 
        FLST,5,24,1,ORDE,15 
        FITEM,5,88  
        FITEM,5,404 
        FITEM,5,453 
        FITEM,5,502 
        FITEM,5,551 
        FITEM,5,600 
        !* 
        FITEM,5,649 
        FITEM,5,698 
        FITEM,5,747 
        FITEM,5,796 
        FITEM,5,845 
        FITEM,5,894 
        FITEM,5,1237 
        FITEM,5,1258 
        FITEM,5,-1268   
        NSEL,R, , ,P51X 
        !* 
        FINISH 
        !* 
        /SOL 
        !*

        FLST,2,8,4,ORDE,6   
        FITEM,2,1   
        FITEM,2,-2  
        FITEM,2,6   
        FITEM,2,-7  
        FITEM,2,9   
        FITEM,2,-12 
        DL,P51X, ,ALL,  
        !* 
        FLST,2,1,5,ORDE,1   
        FITEM,2,8   
        SFA,P51X,1,PRES,1   
        !*  
        Allsel 
        !* 
        /PSF,PRES,NORM,2,0,1 
        /PBF,DEFA, ,1   
        /PIC,DEFA, ,1   
        /PBC,ALL,,1 
        aplot 
        !* 
        /USER,  1   
        /VIEW,  1, -0.216  , -0.501  ,  0.838 
        /ANG,   1,   8.82255250562  
        /AUTO,1 
        /REP,FAST   
        /USER,  1   
        /VIEW,  1,  0.5    , -0.63    ,  0. 6 
        /ANG,   1,  -48.3642479423  
        /REPLO  
        !* 

        ANTYPE,2 
        !*  
        MODOPT,LANB,12  
        EQSLV,SPAR  
        MXPAND,12, , ,0 
        LUMPM,0 
        PSTRES,0 
        !*  
        MODOPT,LANB,12,0,0, ,OFF 
        !* 
        Save

  
      在此命令流中,创建了几个 component ,以方便后续操作,它们是:
          ea – 两个壳体交叉区域附近的单元; 
          e1 – 圆柱壳体交叉区域的单元; 
          n1 – 圆柱壳体交叉区域的单元; 
          e2 – 平面壳体交叉区域的单元; 
          n2 – 平面壳体交叉区域的节点。
     执行该命令流后,将生成一个名为 ansys_bas.db  的模型文件。其中已设置为模态分析,求解前 12 阶模态。但是由于两个壳体尚未连接,因而不能马上求解。 
  
      此外,该命令流中,在平面壳体上施加了压力 1,准备用于静力分析;并对圆柱壳体的周边施加了固支约束条件,用于静力和模态分析。
    执行该命令流后得到如图模型,可以看到施加的压力:

                        使用 MPC、节点耦合、约束方程等的一个例子 (1) - htbbzzg - htbbzzg的博客
  
        如果绘制单元或 Lines,分别得到以下模型图: 
                        使用 MPC、节点耦合、约束方程等的一个例子 (1) - htbbzzg - htbbzzg的博客 

 

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