ansys的mpc約束的案例
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 桁架單元與實體單元MPC約束
各位大佬好，我建了一個模型，拉索牽引水管的模型，拉索建立的桁架單元，水管建立的實體單元，兩者通過MPC的PIN約束，控制點選取桁架單元端點，從節點選擇水管的一端上端面。提交作業時，報錯顯示桁架單元已經被其他方程消除了 MPC，剛體，運動耦合約束。
所以我想請教一下大神們，那我要在實體和桁架單元間 施加pPIN約束要怎么做？？？
DAT文件報錯如下：
***ERROR: DEGREE OF FREEDOM 2 DOES NOT EXIST FOR NODE 7720 INSTANCE
LASUOFENXI-1-1. IT HAS ALREADY BEEN ELIMINATED BY ANOTHER EQUATION,
MPC, RIGID BODY, KINEMATIC COUPLING CONSTRAINT, TIE CONSTRAINT OR
EMBEDDED ELEMENT CONSTRAINT. THE REQUIRED MPC (TYPE PIN) CANNOT BE
FORMED.
***ERROR: DEGREE OF FREEDOM 3 DOES NOT EXIST FOR NODE 7720 INSTANCE
LASUOFENXI-1-1.
展開 有關MPC約束的資料
此為MPC約束的有關資料，希望對大家的學習有所幫助
RBEs and MPCs in MSC.Nastran2.part1.rar
RBEs and MPCs in MSC.Nastran2.part2.rar
RBEs and MPCs in MSC.Nastran2.part3.rar
RBEs and MPCs in MSC.Nastran2.part4.rar
CAE黑話：自由度(DOF)/多點約束(MPC)/剛體位移
?? CAE黑話科普：DOF、MPC與剛體位移 (工程師實戰篇)
CAE新人常聽到的這三個詞，是理解有限元分析（FEA）約束的核心。
1??
自由度
(
Degree of Freedom
,
DOF
) 節點能運動的獨立方向。3D結構中，一個節點通常有6個自由度：3個平動 (UX, UY, UZ) 和 3個轉動 (ROTX, ROTY, ROTZ)。約束 (Boundary Condition) 的本質就是限制某些節點的DOF。DOF過少導致欠約束，計算報“奇異”；DOF過多導致過約束，結果失真。
2??
剛體
位移 (
Rigid Body
Motion, RBM) 模型在不受應變的情況下發生的整體位移。如果在全模型上未施加足夠的位移約束，導致某個方向的剛體位移未被“鎖住”，求解器就會報錯。比如：一根沒有固定點的梁，無論給多大的載荷，它都會發生無窮大的剛體位移，導致計算不收斂。
3?? 多點約束 (Multi-Point Constraint,
MPC
) 一種通過數學方程定義節點之間運動關系的約束。它不同于直接給節點設為0的簡單約束。
剛性連接 (Rigid Body/RBE2): 一個從節點的所有DOF都完全跟隨一個主節點。
柔性連接 (Interpolation/RBE3): 將力或力矩分配到多個從節點上，不引入剛度，僅傳遞運動。
常用場景: 螺栓連接、軸承支承、實體-殼網格過渡、多體裝配。
??技術鄰-大奎原創，禁止搬運
展開 
Patran中MPC（多點約束）應用
Patran中MPC（多點約束）應用
A:
先拋磚引玉了。
MPC(Multi-point constraints)即多點約束，在有限元計算中應用很廣泛，它允許在計算模型不同的自由度之間強加約束。在不同的求解器模版下可以在patran中定義不同的MPC，比較常用的有rbe2,rbe3,explicit,rbar,rrod等，具體的使用根據計算模型來定。MPC通用類型explicit（顯式）MPC可以在一個從(dependent)自由度和一個或者多個主(independent)自由度之間創立，具體方程如下所示：
U0 = C1U1 + C2U2 + C3U3 + ... + CnUn + C0
式中U0為從自由度，Ui為主自由度，C0為常數項，舉例說明，
UX(Node 4) = 0.5*UX(Node 5) - 0.5*UY(Node 10) + 1.0
A:我也來談談。MPC主要使用在以下幾個方面：
1。描述非常剛硬的結構單元。假定結構模型中包括一個或多個比其他元件硬得多的元件，如汽車模型中的發動機，這時候剛硬元件可以傳遞載荷，但它的變形要小的多，和柔軟元件比，它是“剛性”的。如果用大剛度的彈性單元模擬剛硬單元，會造成病態解，原因是，剛度矩陣中對角系數差別太大，引起矩陣病態。研究指出，應該用適當的約束方程來代替剛硬的彈性單元，以創建更為合理的有限元模型。
2.在不同類型的單元間傳遞載荷。如果有限元模型中，包含三維實體單元和殼體單元。模型看來成功，沒異常。但是求解在矩陣分解時失敗了，因為縮減剛度矩陣是奇異的。原因是模型中包含了一個“機構”。無法將殼體單元上的力偶傳遞到實體單元上，因為實體單元沒有轉動自由度。為了消除這種奇異性，必須建立一種連接，作用是在實體中建立一個耦合，以承受殼體力偶。
3。任意方向的約束。
展開 ABAQUS-MPC各種約束搞清楚了嗎？
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。
展開 仿真工程師為什么要在bonded（粘結）連接中使用基于MPC（多點約束）的接觸？
MPC方法具有以下優點：
? 約束方程消除了接觸面和目標面上節點處的自由度。這減小了問題的規模，不過你可能需要密切關注所使用的求解器方法。在使用約束方程時，某些求解器的表現優于其他求解器。
? 由于約束方程定義了剛性連接，因此不需要進行接觸剛度計算。
? 同時考慮了平動自由度和轉動自由度。
? 由于約束方程基于MPC，因此在大變形分析中它們將被更新。
? MPC 選項也適用于不分離線性接觸。因此，如果你需要一個真正的粘結或不分離連接，同時減少自由度數量并在大變形中更新，不妨試試MPC粘結和MPC不分離公式。
展開 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 ANSYS知識普及3——約束方程（ANSYS專家編輯，非原創，歡迎轉摘）
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上；
2、如侵犯知識產權，請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關注，可以及時觀看本人發布的技術貼
約束方程提供了比耦合更通用的聯系自由度的方法。有如下形式：
這里U（I）是自由度，N是方程中項的編號。
如何生成約束方程
1. 直接生成約束方程
直接生成約束方程：
命令：CE
GUI: Main Menu>Preprocessor>Coupling / Ceqn>Constraint Eqn
下面為一個典型的約束方程應用的例子，力矩的傳遞是由BEAM3單元與PLANE42單元（PLANE42單元無平面轉動自由度）的連接來完成的：
o 圖12-1建立旋轉和平移自由度的關系
如果不用約束方程則節點2處表現為一個鉸鏈。
展開 ANSYS約束方程的施加與分析
下面分析一個具體的問題，模型如下圖所示：
對于該模型，節點5雖然為公用節點，但是兩端的彎矩與實體單元的彎矩并不耦合，因此需要人為的構建約束方程，現假定實體單元劃分為四份，連接面的節點編號 如上圖所示，根據約束方程的定義，需要為此模型定義三個約束方程用以控制三個方向的自由度，下面給出一個5號節點ROTz約束方程示例：
該方程根據1、2節點的水平和豎向位移差值之比定義5節點ROTz的轉動自由度，因此約束方程可以改寫為標準方程：
采用ANSYS命令流表示為：
CE,1,0,2,UX,1,1,UX,-1,5,ROTZ,NY(2)-NY(1)
在實際模型中，如果不確定具體的節點編號可以使用內置函數命令NNEAR獲取最近節點即可，相應的有限元模型如下圖所示：
模型建立后，定義相應的節點約束方程，本模型中定義了中心節點三個方向的約束方程，方程定義采用上述的方法，定義完成如下圖所示：
施加荷載并求解，可以看出在定義了約束方程的模型中分析正常，下圖給出了梁的彎矩圖與理論分析一致：
更多案例，請關注公眾號：SimC結構工作室
展開 分享:ANSYS中周向約束
ANSYS中進行位置約束時有選項：UX,UY,UZ,ALL（如果節點有六個自由度則還有三個轉動自由度）表示節點坐標坐標方向位置，一般情況，我們在笛卡兒坐標系下建立模型，各節點坐標系在默認情況下是與全局坐標是一致的，因此，我們添加的約束只能是全局笛卡兒坐標系坐標方向的位置約束。通過修改節點坐標后，則可以任意添加約束了，比如將所有的節點坐標系修改到與柱坐標系一致，則可添加周向位置約束了。修改節點坐標系的GUI是:
Main Menu -> preprocessor -> Modeling -> Move/Modify -> Rotate Node CS
展開 
ANSYS構建施加約束
ANSYS在施加約束這里面的操作技巧與方法有沒有專門的書籍？
NASTRAN 與 ANSYS 柱坐標約束計算比較
銷孔局部測試
位移與Mises等效應力圖
FIG1.NASTRAN 位移
FIG2.NASTRAN 應力
FIG3.ANSYS 位移
FIG4.ANSYS 應力
testdis-nastran.jpg
testMises-nastran.jpg
testdis-ansys.jpg
testMises-ansys.jpg
曲軸用ansys分析如何加載荷和約束
曲軸用ansys分析強度如何加載荷和約束
ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
ANSYS梁單元與實體單元的耦合與約束方程
By長安CAE
1 概述
在ANSYS計算過程中，有時候會遇到不同單元之間進行連接，由于不同的單元自由度不同，連接時通常需要通過耦合和約束方程建立節點自由度的關系，保證結果的準確性。
耦合可以理解成是將耦合的對象某個自由度作相等處理，而約束方程則不局限于相等這個關系，其可以描述具有某種關系的自由度。如圖1所示，為梁單元與平面單元的連接。如果不采用約束方程，力矩的傳遞無法完成，因為平面單元沒有轉動自由度。
圖1 梁單元與平面單元連接
為使節點2具有力矩傳遞的能力，要求1、2、3節點之間的自由度滿足以下關系：
ROTZ2 = (UY3 - UY1)/10
再通過CE命令，即可將此關系通過約束方程的形式施加給1、2、3節點。
2 命令
查看ANSYS的幫助文檔，查詢CE命令的解釋，如圖2所示。
圖2 ANSYS的CE命令解釋
CE, NEQN, CONST, NODE1, Lab1, C1, NODE2, Lab2, C2, NODE3, Lab3, C3
其中，NEQT表示常數，用于區別約束方程，一般可以用數字1、2、3表示即可，表示第幾個約束方程；
CONST表示方程的常數項，一般為0；
NODE1，表示第一個節點；
Lab1，表示自由度標簽，對于結構而言，就是三個平移和三個轉動自由度；
C1，表示該自由度的系數；
同理，后面的也一樣。
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