ansys 中mpc
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys 中mpc的實例教程
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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。
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在一些CAE軟件中，「命令終端」是用戶與軟件最直接的交互方式，尤其是在一些高級仿真軟件（如ANSYS、Abaqus、COMSOL等）中，它作為一種補充圖形界面（GUI）的工具，為用戶提供更高的靈活性和控制能力。
而SimForge?的「命令終端」功能，意味著用戶可以通過命令行操作和調用所有軟件及資源。
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Ansys針對這類工程問題提供模態綜合法（CMS）利用超單元，將非關鍵部件進行縮減計算。
本文根據查閱到的網絡資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現，進行了介紹。
示例：
工業設計產品需要模擬工作環境進行振動試驗，產品本身結構已經很復雜，再加上工裝往往是一個更大的結構。
你是否在綁定接觸公式嘗試從純罰函數（Pure Penalty）更改為基于MPC的綁定？你是否知道這意味著什么？你是否曾想過該何時使用它？
在多個版本的 ANSYS MAPDL和ANSYS Mechanical（Workbench）中，已經可以選擇將運動學多點約束（或MPCs）用于線性接觸公式。
我們關注CAE中的結構有限元，所以主要選擇了商用結構有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內部實現方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數學上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
4.2 Abaqus的實現方式
Abaqus的關鍵詞中inp的MPC中已經消除了這個單元號，如下圖，Abaqus如果是按單元來實現的話應該會在inp關鍵詞中反應，譬如質量點，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
只不過對固支、簡支等直接自由度=0，在有限元中直接減縮剛度陣就行，很容易求，但對節點自由度相互依賴的約束關系就比較復雜了。約束關系主要有兩類。
（1） 一類是MPC點之間的約束。
實體單元和殼單元之間的連接是ANSYS中常見的問題。即使兩種單元之間共節點，但單元之間不連續（實體單元每個節點有3個平動自由度，而殼單元每個節點有3個平動自由度和3個轉動自由度），對于兩種單元之間面面接觸，可直接定義剛域，本文主要采用MPC法對實體-殼單元的連接方法進行說明。
1 單元類型
算例模型中，實體單元采用SOLID45，殼單元采用SHELL63，接觸位置不共節點。
以下是可能涉及的一些軟件和算法：
電機設計和仿真軟件：
- ANSYS Maxwell：用于電機的三維電磁場分析和設計。
- Motor-CAD：專門用于電機設計和性能仿真的軟件。
- FEMM (Finite Element Method Magnetics)：用于解決電機磁場問題的開源軟件。
利用ANSYS軟件進行有限元分析計算，采用ANAND本構模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實現焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計算結果表明，焊接順序對模塊殘余應力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應力安全裕度。
