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關注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-02-27
abaqus mpc約束的視頻教程
abaqus腳本插件117-在指定頂點集合上批量添加參考點并建立MPC約束(2026-03-20)-mark
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abaqus mpc約束的實例教程
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(qū)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(jié)構是焊接件,但在有限元分析中,我們?nèi)绾翁幚磉@種連接呢?通常我們會用共節(jié)點來處理,共節(jié)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(xiàn)共節(jié)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(jié)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(chǎn)生彎矩,第三個分析步施加扭轉(zhuǎn)載荷,如圖二所示。
圖2 三種載荷工況
結(jié)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(jié)點使用剛性桿單元連起來,而Pin是將兩節(jié)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。
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abaqus mpc約束的最新內(nèi)容
(總時間 vs 分析步時間)的適用場景,尤其是靜力學與動力學分析的時間設置差異;10 類核心文件(.inp/.odb/.jnl/.dat 等)的作用,還有材料屬性(彈性 / 塑性 / 蠕變等)、獨立 / 非獨立部件的區(qū)別、裝配約束(固定 / 對稱 / MPC/Tie 等)的正確定義,幫你夯實建模基礎。
后保險杠結(jié)構型面復雜,使用傳統(tǒng)有限元前處理耗時較多,仿真工況涉及約束模態(tài)分析以及表面剛度分析。
3.3 控制臂仿真分折可行性論證
①案例說明:采用鍛造擺臂結(jié)構,在擺臂球銷位置,施加不同的位移,提取相應的支反力和結(jié)構應力,對比軟件的非線性分析精度。
后保險杠結(jié)構型面復雜,使用傳統(tǒng)有限元前處理耗時較多,仿真工況涉及約束模態(tài)分析以及表面剛度分析。
3.3 控制臂仿真分折可行性論證
①案例說明:采用鍛造擺臂結(jié)構,在擺臂球銷位置,施加不同的位移,提取相應的支反力和結(jié)構應力,對比軟件的非線性分析精度。
iSolver、Abaqus、Nastran計算都可發(fā)現(xiàn)能得到正常結(jié)果。
Abaqus計算提示MPC主點的1/5/6自由度沒有約束,它的PIVOT RATIO為3.7e14。
Nastran計算不再提示MPC主節(jié)點的1/5/6自由度沒有約束,Nastran PIVOT RATIO的閾值為1e7,如果超過這個閾值會報錯的。
4.2 Abaqus的實現(xiàn)方式
Abaqus的關鍵詞中inp的MPC中已經(jīng)消除了這個單元號,如下圖,Abaqus如果是按單元來實現(xiàn)的話應該會在inp關鍵詞中反應,譬如質(zhì)量點,雖然Abaqus/CAE上是inertia設置,但inp依然是Element關鍵詞,也會設置單元類型為MASS,但MPC猜測沒有這么做,而是把Master點和Slave點的關系寫到了關系矩陣中,在組裝全局剛度陣時將關系式單獨寫到全局剛度陣中
Nastran的MPC的靈活度要遠遠超過Abaqus,Nastran的主節(jié)點可以選擇123自由度,也可以對每個從節(jié)點設置不同的自由度,還能主節(jié)點和從節(jié)點互相包含,Abaqus更多的是只負責80%的常用應用場景,復雜功能讓你編子程序,但事實上一線仿真工程師又有多少人愿意編子程序呢?
3.有限元模型介紹
整車模型主要采用殼單元模擬,主要設備(如空調(diào)、變流器等)采用質(zhì)量點模擬,設備與車體的連接通過MPC約束模擬。模型共包括殼單元1222916個,質(zhì)量單元6個。
3)連接單元( connector )
4)子模型邊界(* SUBMODEL)
5)各種約束,例如耦合約束( * COUPLING)、剛體約束( * RIGID BODY)、綁定約束( *TIE)、旋轉(zhuǎn)周期對稱約束( * TIE,CYCLIC SYMMETRY)、多點約束( *MPC)、線性方程約束( * EQUATION))等。
廣義連接
PKPM-CAE支持耦合、綁定、嵌入等多種廣義連接,支持自定義約束方程和主從自由度。
圖16 節(jié)點綁定示例
圖17 型鋼混凝土嵌入示例
5. 接口
PKPM-CAE提供豐富的外部接口,可導入PKPM結(jié)構設計模型或abaqus/ansys等有限元計算模型,同時正在擴展stl、igs、obj等通用幾何模型接口。
如果是線性問題,那么Nastran和Abaqus的精度誤差主要體現(xiàn)在單元算法、邊界處理、MPC約束關系等,在2017年第二篇:S4殼單元質(zhì)量矩陣研究文章中我們就曾經(jīng)分析過Abaqus的S4殼單元和Nastran的Quad4殼單元質(zhì)量矩陣的內(nèi)部實現(xiàn)方式和差異,在這里主要研究Abaqus、iSolver與Nastran梁單元差異,由于這三款軟件的梁單元的差異較多,我們分幾篇文章來說明,本篇是Abaqus