ansys mpc單元
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys mpc單元的實(shí)例教程
不同商軟對(duì)耦合約束的定義也不同，Abaqus/Nastran/Ansys的定義分別如下：
項(xiàng)次
問(wèn)題
運(yùn)動(dòng)耦合約束
分布耦合
1
Abaqus
K-Coupling
D-Coupling
2
Nastran
RBE2
RBE3
3
Ansys
CERIG
RBE3
注：對(duì)于非線性分析，Ansys采用MPC184單元來(lái)創(chuàng)建耦合約束。
如果有任何其它疑問(wèn)，歡迎聯(lián)系我們：
snowwave02Fromwww.yqgqt.org.cn
email: snowwave02@qq.com
詳細(xì)研究方法，見(jiàn)附件：
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列10：耦合約束（Coupling constraints）的研究.pdf
以往的系列文章：
第一篇：S4殼單元剛度矩陣研究。介紹Abaqus的S4剛度矩陣在普通厚殼理論上的修正。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究。介紹Abaqus的S4和Nastran的Quad4單元的質(zhì)量矩陣。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/343905
第三篇：S4殼單元的剪切自鎖和沙漏控制。介紹Abaqus的S4單元如何來(lái)消除剪切自鎖以及S4R如何來(lái)抑制沙漏的。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/350865
第四篇：非線性問(wèn)題的求解。介紹Abaqus在非線性分析中采用的數(shù)值計(jì)算的求解方法。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/360565
第五篇：單元正確性驗(yàn)證。
展開(kāi) 近日在Ansys WB群內(nèi)有網(wǎng)友曬出一張gif動(dòng)態(tài)圖，該圖為一個(gè)搖臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖（見(jiàn)圖1），從圖中筆者判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是采用ansys經(jīng)典界面內(nèi)MPC184單元控制其運(yùn)動(dòng)。許久以前筆者曾經(jīng)使用過(guò)經(jīng)典界面的MPC184單元，該單元運(yùn)動(dòng)類型有很多，旋轉(zhuǎn)、平動(dòng)等等各類機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式都可以在單元內(nèi)選擇。
圖1 搖臂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖
應(yīng)其他網(wǎng)友的好奇心，詢問(wèn)WB平臺(tái)是否具有對(duì)搖臂機(jī)構(gòu)仿真的能力，故筆者通過(guò)此文講述一下如何通過(guò)WB平臺(tái)對(duì)此機(jī)構(gòu)的仿真。
首先從建模開(kāi)始，筆者采用WB的DesignModeler對(duì)本機(jī)構(gòu)建模（如圖2），
圖2 建模圖
在XY平面建立三個(gè)草圖（如圖3），分別為十字支架，搖臂OC,搖臂BC及CA（注意：搖臂BC和CA不能為一條直線，必須分成兩段，分別為BC及CA，主要是考慮到OC與ACB的連接，后續(xù)mechanical環(huán)境設(shè)置時(shí)C點(diǎn)需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)副）。
圖3
下面開(kāi)始在DesignModeler內(nèi)概念建模，點(diǎn)擊concept—Lines from Sketches,分別基于剛剛繪制的三個(gè)草圖建立Line1、Line2及Line3（注意：建立Line2和Line3時(shí)，其Detail View內(nèi)的operation必須設(shè)置成Add frozen，讀者知道這是為什么嗎？如圖4及圖5）。
圖4
圖5
現(xiàn)在開(kāi)始建立此機(jī)構(gòu)的梁截面，點(diǎn)擊concept—cross section—circular，筆者統(tǒng)一使用一個(gè)圓截面作為十字支架及兩個(gè)搖臂的梁截面，圓半徑各位網(wǎng)友可以根據(jù)自己模型的相對(duì)大小定制，如圖5。
圖6
最后為三個(gè)Line body設(shè)置剛剛生成的圓截面。
展開(kāi) 作者：圓周率
近日在Ansys WB群內(nèi)有網(wǎng)友曬出一張gif動(dòng)態(tài)圖，該圖為一個(gè)搖臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖（見(jiàn)圖1），從圖中筆者判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是采用ansys經(jīng)典界面內(nèi)MPC184單元控制其運(yùn)動(dòng)（此時(shí)心中不由佩服作者聰聰使用ansys經(jīng)典界面的能力，原文點(diǎn)擊https://mp.weixin.qq.com/s/qdMjw3zBKpdFvpHRlZmX2Q）。許久以前筆者曾經(jīng)使用過(guò)經(jīng)典界面的MPC184單元，該單元運(yùn)動(dòng)類型有很多，旋轉(zhuǎn)、平動(dòng)等等各類機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式都可以在單元內(nèi)選擇。
圖1 搖臂機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)圖（摘自網(wǎng)友“聰聰”文章內(nèi)的截圖）
應(yīng)其他網(wǎng)友的好奇心，詢問(wèn)WB平臺(tái)是否具有對(duì)搖臂機(jī)構(gòu)仿真的能力，故筆者通過(guò)此文講述一下如何通過(guò)WB平臺(tái)對(duì)此機(jī)構(gòu)的仿真。
首先從建模開(kāi)始，筆者采用WB的DesignModeler對(duì)本機(jī)構(gòu)建模（如圖2），
圖2 建模圖
在XY平面建立三個(gè)草圖（如圖3），分別為十字支架，搖臂OC,搖臂BC及CA（注意：搖臂BC和CA不能為一條直線，必須分成兩段，分別為BC及CA，主要是考慮到OC與ACB的連接，后續(xù)mechanical環(huán)境設(shè)置時(shí)C點(diǎn)需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)副）。
圖3
下面開(kāi)始在DesignModeler內(nèi)概念建模，點(diǎn)擊concept—Lines from Sketches,分別基于剛剛繪制的三個(gè)草圖建立Line1、Line2及Line3（注意：建立Line2和Line3時(shí)，其Detail View內(nèi)的operation必須設(shè)置成Add frozen，讀者知道這是為什么嗎？如圖4及圖5）。
展開(kāi) HyperMesh是一款優(yōu)秀的通用前處理軟件，與主流的有限元分析軟件都有接口，如ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS等。鑒于有些有限元分析軟件的前處理功能相對(duì)較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進(jìn)行聯(lián)合仿真。
筆者也經(jīng)常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個(gè)CDB文件，有時(shí)需要我們?cè)?em>ANSYS中做進(jìn)一步的處理后再進(jìn)行計(jì)算，這樣就降低了工作效率。比如：
問(wèn)題一：
有時(shí)，我們想關(guān)掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執(zhí)行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：我們每次在ANSYS導(dǎo)入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關(guān)掉，這樣一來(lái)讓本不寬裕的計(jì)算時(shí)間雪上加霜……
問(wèn)題二：另外，筆者發(fā)現(xiàn)：HyperMesh為ANSYS創(chuàng)建MPC184單元時(shí)，只能設(shè)置K1（約束或連接單元類型）關(guān)鍵選項(xiàng)。比如：我們想使用MPC184單元建立一個(gè)剛性梁，設(shè)置完 K1=1 以后，有時(shí)還要設(shè)置它的K2關(guān)鍵選項(xiàng)（運(yùn)動(dòng)約束算法），這個(gè)是在HyperMesh中無(wú)法進(jìn)行的，只能設(shè)置完K1以后，在ANSYS中再設(shè)置K2……
上面提到的2個(gè)問(wèn)題，都可以在ANSYS導(dǎo)入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費(fèi)時(shí)間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導(dǎo)出時(shí)包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經(jīng)過(guò)不斷嘗試，還真發(fā)現(xiàn)了這個(gè)功能。
展開(kāi) HyperMesh是一款優(yōu)秀的通用前處理軟件，與主流的有限元分析軟件都有接口，如ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS等。鑒于有些有限元分析軟件的前處理功能相對(duì)較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進(jìn)行聯(lián)合仿真。
筆者也經(jīng)常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導(dǎo)入ANSYS進(jìn)行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個(gè)CDB文件，有時(shí)需要我們?cè)?em>ANSYS中做進(jìn)一步的處理后再進(jìn)行計(jì)算，這樣就降低了工作效率。比如：
問(wèn)題一：
有時(shí)，我們想關(guān)掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執(zhí)行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：我們每次在ANSYS導(dǎo)入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關(guān)掉，這樣一來(lái)讓本不寬裕的計(jì)算時(shí)間雪上加霜……
問(wèn)題二：另外，筆者發(fā)現(xiàn)：HyperMesh為ANSYS創(chuàng)建MPC184單元時(shí)，只能設(shè)置K1（約束或連接單元類型）關(guān)鍵選項(xiàng)。比如：我們想使用MPC184單元建立一個(gè)剛性梁，設(shè)置完 K1=1 以后，有時(shí)還要設(shè)置它的K2關(guān)鍵選項(xiàng)（運(yùn)動(dòng)約束算法），這個(gè)是在HyperMesh中無(wú)法進(jìn)行的，只能設(shè)置完K1以后，在ANSYS中再設(shè)置K2……
上面提到的2個(gè)問(wèn)題，都可以在ANSYS導(dǎo)入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費(fèi)時(shí)間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導(dǎo)出時(shí)包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經(jīng)過(guò)不斷嘗試，還真發(fā)現(xiàn)了這個(gè)功能。
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比如：
問(wèn)題一：
有時(shí)，我們想關(guān)掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執(zhí)行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：我們每次在ANSYS導(dǎo)入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關(guān)掉，這樣一來(lái)讓本不寬裕的計(jì)算時(shí)間雪上加霜……
問(wèn)題二：另外，筆者發(fā)現(xiàn)：HyperMesh為ANSYS創(chuàng)建MPC184單元時(shí)
比如：
問(wèn)題一：
有時(shí)，我們想關(guān)掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執(zhí)行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)問(wèn)題：我們每次在ANSYS導(dǎo)入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關(guān)掉，這樣一來(lái)讓本不寬裕的計(jì)算時(shí)間雪上加霜……
問(wèn)題二：另外，筆者發(fā)現(xiàn)：HyperMesh為ANSYS創(chuàng)建MPC184單元時(shí)
一般來(lái)說(shuō)，ANSYS是通過(guò)
MPC184單元來(lái)模擬剛性梁。我們觀察Solution Information的Worksheet，發(fā)現(xiàn)求解過(guò)程中沒(méi)有MPC184單元，那我們?cè)O(shè)置了
Stiff
Beam，軟件又是怎么解決的呢？
我們打開(kāi)ANSYS的幫助，發(fā)現(xiàn)了以下信息（下圖一）。
采用MPC184單元來(lái)創(chuàng)建耦合約束。
近日在Ansys WB群內(nèi)有網(wǎng)友曬出一張gif動(dòng)態(tài)圖，該圖為一個(gè)搖臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖（見(jiàn)圖1），從圖中筆者判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是采用ansys經(jīng)典界面內(nèi)MPC184單元控制其運(yùn)動(dòng)。許久以前筆者曾經(jīng)使用過(guò)經(jīng)典界面的MPC184單元，該單元運(yùn)動(dòng)類型有很多，旋轉(zhuǎn)、平動(dòng)等等各類機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式都可以在單元內(nèi)選擇。
作者：圓周率
近日在Ansys WB群內(nèi)有網(wǎng)友曬出一張gif動(dòng)態(tài)圖，該圖為一個(gè)搖臂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)圖（見(jiàn)圖1），從圖中筆者判斷該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)是采用ansys經(jīng)典界面內(nèi)MPC184單元控制其運(yùn)動(dòng)（此時(shí)心中不由佩服作者聰聰使用ansys經(jīng)典界面的能力，原文點(diǎn)擊https://mp.weixin.qq.com/s/qdMjw3zBKpdFvpHRlZmX2Q）。
二、MPC184剛性梁法
剛性梁相信大家并不陌生，其主要引入的單元便是ANSYS中最為特殊的單元MPC184，通過(guò)設(shè)置單元實(shí)常數(shù)，使其該單元成為剛性梁，在具體使用過(guò)程中，需要在構(gòu)件中心部分建立一個(gè)節(jié)點(diǎn)，跟其他受力節(jié)點(diǎn)分別形成多根剛性梁，從而形成剛性面，最后直接在構(gòu)件中心節(jié)點(diǎn)施加荷載，通過(guò)剛性梁來(lái)傳遞荷載。
