深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別

00 Rigid,Deformable,Coupled,Beam出現的場景

在workbench中添加質量點,或者設置遠程點,就會遇到Behavior的設置,其中有四個選項:Rigid,Deformable,Coupled,Beam。如下圖所示:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖1

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖2

其中Rigid,Deformable,Coupled都是接觸中的MPC算法,Beam是梁連接。那么Rigid,Deformable,Coupled之間有什么區別呢,以及這三個選項和Beam又有什么區別呢。

01 Rigid,Deformable,Coupled之間的區別

首先看一下官方文檔的解釋:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖3Rigid:剛性,CERIG,接觸區域是剛性的,接觸節點的約束取決于pilot point(質量點或遠程點) 的約束;

Deformable:柔性,RBE3,接觸區域是柔性的,施加在pilot point的位移和力均勻分布到接觸區域;

Coupled:耦合,CP,每個接觸節點的位移和pilot point 的位移一致,(接觸區域也是剛性的);

這里要注意兩點:第一,Rigid是剛性區域,Deformable是柔性區域;第二,Coupled的接觸節點位移與pilot point一致,但Rigid只是和pilot point相關,節點位移可一致,也可不一致。如果我沒說清楚,用一個例子來展示。

02 Coupled實例展示

將平板中間的圓孔邊界和遠程點耦合,在遠程點上施加水平位移1mm:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖4

查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖5

在遠程點上施加垂直位移2mm:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖6查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖7

結論:耦合區域的每個節點的位移都和pilot point一致

03 Rigid實例展示

在遠程點上施加水平位移1mm,查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖8

在遠程點上施加垂直位移2mm,查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖9

結論:接觸區域是剛性的,但每個接觸節點的位移不一定一致;平移運動時,每個接觸節點的位移基本一致,如工況一;接觸區域有可能存在轉動,此時每個接觸節點的位移就會產生明顯的差別,如工況二。

04 Beam實例展示

在遠程點上施加水平位移1mm,查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖10在遠程點上施加垂直位移2mm,查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖11

結論:Beam選項的求解結果和Rigid選項相似,可以相互替代。

05 Deformable實例展示

在遠程點上施加水平位移1mm,查看圓孔邊界的位移結果:

深度解析workbench中Rigid,Deformable,Coupled,Beam的區別的圖12

結論:接觸區域是柔性的,圓孔邊界的平均位移為1mm。

06 總結

01 Rigid,Deformable,Coupled定義的是接觸單元,MPC算法;Beam定義的是梁單元。

02 Rigid,Deformable,Coupled的區別在于接觸單元的K4關鍵選項。

03 Rigid和Coupled定義的區域是剛性區域,Deformable是柔性區域。

04 Coupled定義的區域位移一致,Rigid則不然。

05 Beam和Rigid效果基本一致,可以相互替換。

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