ansys中的mpc
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys中的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(xiàn)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(shù)幾乎一致，將不連續(xù)、自
由度不協(xié)調(diào)的單元網(wǎng)格連接起來，不需要連接邊界上的節(jié)點完全一一對應(yīng)。
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(xiàn)上述MPC技術(shù)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(guān)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(guān)系）或者剛性梁（六個自由度的連接關(guān)系）。
（2）利用約束方程菜單路徑Main Menu>preprocessor>Coupling/Ceqn>shell/solid Interface創(chuàng)建殼與
實體模型之間的裝配關(guān)系。
（3）利用ANSYS接觸向?qū)Чδ芏x模型之間的裝配關(guān)系。選擇菜單路徑Main
Menu>preprocessor>Modeling>Creat>Contact Pair，彈出一序列的接觸向?qū)υ捒颍凑仗崾具M行操作
，在創(chuàng)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(shè)置為MPC algorithm。
展開 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，通過設(shè)置單元實常數(shù)，使其該單元成為剛性梁，在具體使用過程中，需要在構(gòu)件中心部分建立一個節(jié)點，跟其他受力節(jié)點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)點施加荷載，通過剛性梁來傳遞荷載。
該方法適用范圍相對剛性區(qū)域法來講更廣，對于大應(yīng)變分析也能很好的使用。
下面以一個簡單的例子來簡單演示兩種方法的具體使用過程。
題目：某長方體塊，材料為鋼材，截面尺寸為10mmX10mmX30mm,一端固定，另一端承受 1 N.m的扭矩，采用上述兩種方法求解該模型。
一、cerig剛性區(qū)域法
finish
/clear
/prep7
et,1,solid186
et,2,mass21
r,2,1e-6
mp,ex,1,2.0e5
mp,prxy,1,0.3
mp,dens,1,7850e-12
blc4,,,10,10,30
esize,2
vmesh,all
!=========
*get,nodemax,node,0,num,maxd
n,nodemax+1,5,5,35
type,2
real,2
e,nodemax+1
!===============
!建立剛性區(qū)域
nsel,s,loc,z,30
nsel,a,,,nodemax+1
cerig,nodemax+1,all,all
!===================
f,nodemax+1,mz,1e3
nsel,s,loc,z,0
d,all,all,0
!
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ansys中的mpc的最新內(nèi)容
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(diào)用所有軟件及資源。
</p><p><br></p><p> 在一些CAE軟件中，「命令終端」是用戶與軟件<strong style="color: rgb(15, 133, 214);">最直接的交互方式</strong>，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<strong style="
Ansys針對這類工程問題提供模態(tài)綜合法（CMS）利用超單元，將非關(guān)鍵部件進行縮減計算。
本文根據(jù)查閱到的網(wǎng)絡(luò)資料，對超單元縮減計算如何在Ansys Workbench 中實現(xiàn)，進行了介紹。
示例：
工業(yè)設(shè)計產(chǎn)品需要模擬工作環(huán)境進行振動試驗，產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)已經(jīng)很復(fù)雜，再加上工裝往往是一個更大的結(jié)構(gòu)。
你是否在綁定接觸公式嘗試從純罰函數(shù)（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(jīng)可以選擇將運動學(xué)多點約束（或MPCs）用于線性接觸公式。
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實現(xiàn)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(shù)學(xué)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(xiàn)方式
Abaqus的關(guān)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(yīng)該會在inp關(guān)鍵詞中反應(yīng)，譬如質(zhì)量點，雖然Abaqus/CAE上是inertia設(shè)置，但inp依然是Element關(guān)鍵詞，也會設(shè)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(guān)系寫到了關(guān)系矩陣中，在組裝全局剛度陣時將關(guān)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(jié)點自由度相互依賴的約束關(guān)系就比較復(fù)雜了。約束關(guān)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(jié)點，但單元之間不連續(xù)（實體單元每個節(jié)點有3個平動自由度，而殼單元每個節(jié)點有3個平動自由度和3個轉(zhuǎn)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(jié)點。
以下是可能涉及的一些軟件和算法：
電機設(shè)計和仿真軟件：
- ANSYS Maxwell：用于電機的三維電磁場分析和設(shè)計。
- Motor-CAD：專門用于電機設(shè)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(gòu)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(xiàn)焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計算結(jié)果表明，焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應(yīng)力安全裕度。
