ABAQUS中MPC與coupling解析

2017-01-20 by:CAE仿真在線來源:互聯網

ABAQUS包括多種約束定義,用于模擬模型在節點之間運動關系的傳遞,在ABAQUS中,約束類型主要有下圖所示。

圖1 ABAQUS約束關系

多種約束關系中,多點約束(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加約束,即以一個節點的某幾個自由度為標準值,在此節點與其他節點之間建立某種關系。

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點的移動和旋轉自由度耦合到主節點上。Tie主要是用于點(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約束耦合點與參考點之間的剛體運動,可有選擇性的約束6個自由度。D-coupling則是著重于強調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,相對而言選擇性強些,對于點對點的約束很直觀,如果能結合一些網格劃分工具中的功能,相對而言選擇性強些。MPC對于點對點的約束很直觀,如果能結合一些網格劃分工具中的功能,是很容易定義多個點和另外多個點之間的對應MPC關系。

對于Coupling,特別是對于很多點和另外很多點之間的耦合,可以直接通過定義面和面之間的耦合關系定義,由算法自動定義相應的點和點之間的耦合(通常是一個點和幾個點之間的對應耦合,有加權系數),如果是K-coupling,則是和對應的MPC基本等價的。對于一個點和多個點之間的對應剛性耦合,K-coupling和MPC基本等價,可以通過定義一點和一個面的耦合來定義,所有方便些。D-coupling則是著重于強調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系定義是有用的。通常如果不關心耦合定義所在部位的計算精度的話,用K-coupling即可。