ansys的mpc的案例
ANSYS MPC應用
ANSYS MPC應用
1. MPC 用于 SOLID-SOLID, SHELL-SHELL 的連接
2.MPC 用于 SOLID-SHELL 的連接
3.MPC 用于 SOLID-BEAM 和 SHELL-BEAM 的連接
MPC 用于 FE 模型與載荷點的連接
?連接不同的網格： –
如果幾何在拓撲上是不連接的，可以分別劃分網格，然后用 MPC 進行連接各 FE 模型
?連接不同的單元類型： –
如果在連接區域使用了不同的單元類型，由于節點自由度不同，連通性是不一致的。使用 MPC 可以使 FE 模型的連通性一致
?施加遠處的載荷： –
如果載荷點不在 FE 模型上，使用 MPC 可以實現載荷點與 FE 模型的連接
ANSYS_MPC_cn.rar
展開 以四個案例來吹ANSYS多點約束(MPC)的強大
MPC方法是指利用接觸單元和技術，由ANSYS根據接觸運動自動建立約束方程。
采用MPC方法可以定義各種裝配接觸和運動約束。
采用MPC方法可以實現不連續且自由度不協調的網格之間的連接、不同單元類型之間的連接等目的。比如說：實體-實體裝配；殼-殼裝配；殼-實體裝配；梁-實體裝配；梁殼裝配
筆者在日常在做一些有限元分析的時候，經常會碰到由于面和面或者體和體之間的連接面不一致而導致不能用映射網格，若非要映射網格則需要大量的切分工作，但切分之后線和線的網格數量是要匹配的，因此對于網格疏密不同的連接地方很不好處理。比如對下圖一個模型進行網格劃分。(當然這里要求六面體網格）
MPC具體用法流程其實很簡單，但其功能強大，至于使用流程僅簡單介紹：（1）定義裝配邊界為接觸單元和目標單元，設置單元的KEYOPT來指定采用MPC的接觸算法，也是通過KEYOPT來指定具體的裝配類型，最常見的就是綁定接觸約束。有需要讀者可以在公眾號后臺私信郵箱獲取案例命令流進行學習交流。
這里重點給出四個案例來詳細說明一下MPC方法的使用和優點：
案例一：不同單元與網格之間的裝配
案例二：網格疏密不同的變截面懸臂梁
案例三：帶懸臂板的曲殼
案例四：殼與實體單元裝配
案例一：在復雜的模型中，經常根據需要采用不同階單元且網格疏密也不同，以便采用較小的求解花費而獲得滿意的結果。雖然將幾何切分，采用不同的單元類型和網格尺寸來控制，也可以達到目的，但采用MPC方法會更加方便。
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列10： 耦合約束的研究 ￥1
不同商軟對耦合約束的定義也不同，Abaqus/Nastran/Ansys的定義分別如下：
項次
問題
運動耦合約束
分布耦合
1
Abaqus
K-Coupling
D-Coupling
2
Nastran
RBE2
RBE3
3
Ansys
CERIG
RBE3
注：對于非線性分析，Ansys采用MPC184單元來創建耦合約束。
如果有任何其它疑問，歡迎聯系我們：
snowwave02Fromwww.yqgqt.org.cn
email: snowwave02@qq.com
詳細研究方法，見附件：
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列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殼單元質量矩陣研究。介紹Abaqus的S4和Nastran的Quad4單元的質量矩陣。
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單元如何來消除剪切自鎖以及S4R如何來抑制沙漏的。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/350865
第四篇：非線性問題的求解。介紹Abaqus在非線性分析中采用的數值計算的求解方法。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/360565
第五篇：單元正確性驗證。
展開 接觸分析節點位移過大
從hypermesh里面前處理好之后，導入ansys（采用mpc184加轉矩），每次都會提示總有節點位移過大。我把相應節點選出來，相關單元選出來一看，都是面單元，是怎么回事啊？我想著把這些單元刪除，刪了很久，沒刪多少，求大神指導……很糾結。 發現那些面單元都在接觸面上。
如何在HyperMesh中使用ANSYS命令流
HyperMesh是一款優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較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進行聯合仿真。
筆者也經常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導入ANSYS進行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個CDB文件，有時需要我們在ANSYS中做進一步的處理后再進行計算，這樣就降低了工作效率。比如：
問題一：
有時，我們想關掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現了一個問題：我們每次在ANSYS導入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關掉，這樣一來讓本不寬裕的計算時間雪上加霜……
問題二：另外，筆者發現：HyperMesh為ANSYS創建MPC184單元時，只能設置K1（約束或連接單元類型）關鍵選項。比如：我們想使用MPC184單元建立一個剛性梁，設置完 K1=1 以后，有時還要設置它的K2關鍵選項（運動約束算法），這個是在HyperMesh中無法進行的，只能設置完K1以后，在ANSYS中再設置K2……
上面提到的2個問題，都可以在ANSYS導入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費時間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導出時包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經過不斷嘗試，還真發現了這個功能。
展開 如何在HyperMesh中使用ANSYS命令流
HyperMesh是一款優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較弱，很多的CAEer選擇使用HyperMesh與其他有限元求解器進行聯合仿真。
筆者也經常使用HyperMesh做前處理，然后將求解文件
(CDB文件)導入ANSYS進行求解。由于一些原因，
HyperMesh不能完整地為ANSYS制作一個CDB文件，有時需要我們在ANSYS中做進一步的處理后再進行計算，這樣就降低了工作效率。比如：
問題一：
有時，我們想關掉
ANSYS的單元形狀檢查(雖然這樣做是ANSYS不建議的)，就必須在ANSYS中執行<
SHPP,OFF,ALL>命令，這樣就出現了一個問題：我們每次在ANSYS導入CDB文件之前，都必須先把
單元形狀檢查關掉，這樣一來讓本不寬裕的計算時間雪上加霜……
問題二：另外，筆者發現：HyperMesh為ANSYS創建MPC184單元時，只能設置K1（約束或連接單元類型）關鍵選項。比如：我們想使用MPC184單元建立一個剛性梁，設置完 K1=1 以后，有時還要設置它的K2關鍵選項（運動約束算法），這個是在HyperMesh中無法進行的，只能設置完K1以后，在ANSYS中再設置K2……
上面提到的2個問題，都可以在ANSYS導入CDB文件后使用命令流解決，但是比較浪費時間。所以筆者就想：可不可以在HyperMesh中輸入ANSYS的命令流，導出時包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS讀取呢？經過不斷嘗試，還真發現了這個功能。
展開 如何用ANSYS_WB做一桿斯諾克，采用顯示動力學模塊計算臺球碰撞問題,私信郵箱獲取計算文件。
以多案例來吹ANSYS多點約束(MPC)的強大
基于Ansys Workbench平臺搖臂機構仿真模擬
近日在Ansys WB群內有網友曬出一張gif動態圖，該圖為一個搖臂機構的運動圖（見圖1），從圖中筆者判斷該機構運動是采用ansys經典界面內MPC184單元控制其運動。許久以前筆者曾經使用過經典界面的MPC184單元，該單元運動類型有很多，旋轉、平動等等各類機構運動形式都可以在單元內選擇。
圖1 搖臂機構運動圖
應其他網友的好奇心，詢問WB平臺是否具有對搖臂機構仿真的能力，故筆者通過此文講述一下如何通過WB平臺對此機構的仿真。
首先從建模開始，筆者采用WB的DesignModeler對本機構建模（如圖2），
圖2 建模圖
在XY平面建立三個草圖（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mechanical環境設置時C點需要設置旋轉副）。
圖3
下面開始在DesignModeler內概念建模，點擊concept—Lines from Sketches,分別基于剛剛繪制的三個草圖建立Line1、Line2及Line3（注意：建立Line2和Line3時，其Detail View內的operation必須設置成Add frozen，讀者知道這是為什么嗎？如圖4及圖5）。
圖4
圖5
現在開始建立此機構的梁截面，點擊concept—cross section—circular，筆者統一使用一個圓截面作為十字支架及兩個搖臂的梁截面，圓半徑各位網友可以根據自己模型的相對大小定制，如圖5。
圖6
最后為三個Line body設置剛剛生成的圓截面。
展開 基于Ansys WB平臺搖臂機構仿真
作者：圓周率
近日在Ansys WB群內有網友曬出一張gif動態圖，該圖為一個搖臂機構的運動圖（見圖1），從圖中筆者判斷該機構運動是采用ansys經典界面內MPC184單元控制其運動（此時心中不由佩服作者聰聰使用ansys經典界面的能力，原文點擊https://mp.weixin.qq.com/s/qdMjw3zBKpdFvpHRlZmX2Q）。許久以前筆者曾經使用過經典界面的MPC184單元，該單元運動類型有很多，旋轉、平動等等各類機構運動形式都可以在單元內選擇。
圖1 搖臂機構運動圖（摘自網友“聰聰”文章內的截圖）
應其他網友的好奇心，詢問WB平臺是否具有對搖臂機構仿真的能力，故筆者通過此文講述一下如何通過WB平臺對此機構的仿真。
首先從建模開始，筆者采用WB的DesignModeler對本機構建模（如圖2），
圖2 建模圖
在XY平面建立三個草圖（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mechanical環境設置時C點需要設置旋轉副）。
圖3
下面開始在DesignModeler內概念建模，點擊concept—Lines from Sketches,分別基于剛剛繪制的三個草圖建立Line1、Line2及Line3（注意：建立Line2和Line3時，其Detail View內的operation必須設置成Add frozen，讀者知道這是為什么嗎？如圖4及圖5）。
展開 關于mpc
**********************************************
上面所述的不同單元之間的接連方法主要是用耦合自由度和約束方程來實現的，有一定的局限性，只適用
于小位移，下面介紹一種支持大位移算法的方法，MPC法。
MPC即Multipoint Constraint,多點約束方程，其原理與前面所說的方程的技術幾乎一致，將不連續、自
由度不協調的單元網格連接起來，不需要連接邊界上的節點完全一一對應。
MPC能夠連接的模型一般有以下幾種。
solid 模型-solid 模型
shell模型-shell模型
solid 模型-shell 模型
solid 模型-beam 模型
shell 模型-beam模型
在 ANSYS中，實現上述MPC技術有三種途徑。
（1）通過MPC184單元定義模型的剛性或者二力桿連接關系。定義MPC184單元模型與定義桿的操作完全一
致，而MPC單元的作用可以是剛性桿（三個自由度的連接關系）或者剛性梁（六個自由度的連接關系）。
（2）利用約束方程菜單路徑Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface創建殼與
實體模型之間的裝配關系。
（3）利用ANSYS接觸向導功能定義模型之間的裝配關系。選擇菜單路徑Main
Menu>preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair，彈出一序列的接觸向導對話框，按照提示進行操作
，在創建接觸對前，單擊Optional setting按鈕彈出Contact properties對話框，將Basic選項卡中的
Contact algorithm即接觸算法設置為MPC algorithm。
展開 ANSYS與材料力學系列教程之軸向拉伸和壓縮（七）
通過計算結果，我們發現材料力學計算的結果為：F點位移1.618mm；ANSYS計算結果為：F點位移1.6181mm，結果基本一致。
總結：
1. ANSYS計算結果與材料力學計算結果基本一致。
2. 載荷作用在F點時，A點位移為1.618mm；載荷作用在A點時，F點位移為1.618mm。這是線性彈性體中普遍存在的關系，稱為位移互等定理。
彩
蛋
：
Stiff
Beam
剛性
梁
真的
剛性
嗎？
我們提取桿AB的變形，發現桿AB發生了彎曲，最大變形為11.5mm。我們不是已經把桿設置成剛性的了嗎？怎么還會有彎曲變形呢？
首先，我們要明白，ANSYS中是怎么定義剛性梁單元的。一般來說，ANSYS是通過
MPC184單元來模擬剛性梁。我們觀察Solution Information的Worksheet，發現求解過程中沒有MPC184單元，那我們設置了
Stiff
Beam，軟件又是怎么解決的呢？
我們打開ANSYS的幫助，發現了以下信息（下圖一）。大體意思是說：軟件通過使楊氏模量比工程數據中定義的高1e4倍來近似剛性梁。也就是說，軟件會自動定義一種剛度比較大的材料，賦予給Stiff Beam
。Stiff Beam不是完全剛性的，只是剛度比較大而已。我們將結構導入到A
NSYS經典環境，在材料參數中，我們發現了定義在AB桿上的材料，楊氏模量為2e9MPa，而我們定義的材料2-25楊氏模量為2e5MPa，確實相差1e4倍（下圖二）。
至此，本文結束。
展開 
