很多時候，在處理復雜裝配體的時候，我們都用到MPC和Coupling。那么這么多種約束各適用于什么情況，對于承載又有什么區別呢？今天就用一個shell單元的簡單案列和大家一起探討一下。

                                                                   圖1 三維模型

如圖一的T形連接件，通常實際工程結構是焊接件，但在有限元分析中，我們如何處理這種連接呢？通常我們會用共節點來處理，共節點把兩部分當成一個部件，可以考慮連接處的變形。但也有時候，要實現共節點，需要較長時間進行前處理，因此考慮用MPC來進行連接。今天對于這個薄壁件（壁厚1mm），我建立6個模型分別是：1 共節點2kinematic coupling 3MPC BEAM 4MPC Link 5 MPC Tie 6 MPC Pin ，分別用7種方式處理這個連接，每個模型建立三個分析步，第一個分析步施加拉伸載荷，第二個分析步施加豎向載荷產生彎矩，第三個分析步施加扭轉載荷，如圖二所示。

                                                              圖2  三種載荷工況

結果分析

求解過程中，使用MPC-Pin和MPC-Link的兩個模型算到第二步（彎曲載荷）時第一個增量步不收斂，其余模型順利計算完成。究其原因，我們知道桿單元是不能承受彎曲載荷的，這里的Link便是將兩節點使用剛性桿單元連起來，而Pin是將兩節點的三個平移自由度綁定到一起，也不能承受彎曲載荷。同樣扭矩載荷也是不收斂的。

再看看拉伸載荷工況結果：6種處理方式在拉伸載荷下結果幾乎是一致的，可見，它們均可傳遞拉力載荷。

                                                                 圖3 拉伸載荷應力云圖

彎曲載荷工況結果：剩下四種方法應力大小及分布也是幾乎一致的。

                                                    圖4 彎曲載荷應力云圖

再看扭轉載荷工況結果：四種方法得到的應力大小及分布也是幾乎一致的。

                                                            圖5 扭轉載荷應力云圖

結論

由本案例可知，對于shell單元文中提到6種連接方式，MPC-Link及MPC-Pin不能傳遞彎曲和扭轉，其余四種幾乎是等效的。