ansys點(diǎn)面mpc
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
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在船舶CSR規(guī)范直接計(jì)算章節(jié)規(guī)定了非船艏艙段有限元建模時(shí)兩個(gè)端面的邊界條件如下：
對(duì)船舶規(guī)范不是很了解，只是按規(guī)范文檔簡單說明一下：由于艙段前后端面類似，我們以前端面為例，中和軸與縱中剖面相交處建一個(gè)獨(dú)立點(diǎn)（MPC的主節(jié)點(diǎn)），該獨(dú)立點(diǎn)僅是三維空間內(nèi)的一個(gè)參考點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)按規(guī)范約束U2、U3和UR1。
4.2 Abaqus的實(shí)現(xiàn)方式
Abaqus的關(guān)鍵詞中inp的MPC中已經(jīng)消除了這個(gè)單元號(hào)，如下圖，Abaqus如果是按單元來實(shí)現(xiàn)的話應(yīng)該會(huì)在inp關(guān)鍵詞中反應(yīng)，譬如質(zhì)量點(diǎn)，雖然Abaqus/CAE上是inertia設(shè)置，但inp依然是Element關(guān)鍵詞，也會(huì)設(shè)置單元類型為MASS，但MPC猜測沒有這么做，而是把Master點(diǎn)和Slave點(diǎn)的關(guān)系寫到了關(guān)系矩陣中，在組裝全局剛度陣時(shí)將關(guān)系式單獨(dú)寫到全局剛度陣中
所以，可以總結(jié)有限元的所有單元，包括MPC、接觸等最終計(jì)算的都是這個(gè)單元所涉及點(diǎn)兩兩之間的關(guān)系，這個(gè)關(guān)系的最終形式都體現(xiàn)在剛度陣上。有限元簡單來講就是求各個(gè)點(diǎn)之間關(guān)系的公式，只不過有些公式簡單，譬如兩個(gè)點(diǎn)之間用線性彈簧，有些復(fù)雜，譬如幾何大變形時(shí)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間或者接觸時(shí)兩個(gè)面之間的關(guān)系。
6 以往的系列文章
6.1 ========第一階段========
第一篇：S4殼單元?jiǎng)偠染仃囇芯俊?/div>
3.有限元模型介紹
整車模型主要采用殼單元模擬，主要設(shè)備（如空調(diào)、變流器等）采用質(zhì)量點(diǎn)模擬，設(shè)備與車體的連接通過MPC約束模擬。模型共包括殼單元1222916個(gè)，質(zhì)量單元6個(gè)。
遠(yuǎn)程點(diǎn)的行為選項(xiàng)（behavior）
遠(yuǎn)程點(diǎn)的行為選項(xiàng)可以有：剛性、變形（默認(rèn)選項(xiàng)）、耦合、梁連接。
為了更好理解上述每一種行為，首先先理解如何根據(jù)將限元模型和遠(yuǎn)程點(diǎn)創(chuàng)建在一起。
在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，Ansys創(chuàng)建遠(yuǎn)程點(diǎn)和被選幾何區(qū)域的綁定接觸(Bonded)。
接觸單元的目標(biāo)單元(控制節(jié)點(diǎn))和節(jié)點(diǎn)通過多點(diǎn)約束方程法(MPC)計(jì)算處理。
接觸建模
粘結(jié)（始終）面-面接觸對(duì)用于定義盤和風(fēng)扇葉片之間的接觸，如下圖所示：
基于MPC的接觸算法用于鍵合接觸。
接觸表面用CONTA174單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。目標(biāo)表面用TARGE170單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格。
當(dāng)連接其他部件時(shí)，使用點(diǎn)A和點(diǎn)B定義連接副
使用下列命令定義剛體：
挖掘機(jī)裝配體中的所有剛體都以相似的方法定義。ANSYS Workbench自動(dòng)化建模挖掘機(jī)臂裝配體復(fù)雜幾何的過程，生成的整個(gè)剛體模型如下：
建模連接副
多體系統(tǒng)的各種部分通過連接單元的運(yùn)動(dòng)許可約束連接或約束彼此。
如上圖所示，使用CONTA174單元（3-D 8節(jié)點(diǎn)面-面接觸）對(duì)橫截面單元和/或接觸表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
類似地，對(duì)于二維軸對(duì)稱模型，粘接的點(diǎn)-面接觸對(duì)用于定義橫截面單元和引導(dǎo)點(diǎn)之間的接觸。引導(dǎo)點(diǎn)位于橫截面的中心。如下圖所示，使用CONTA174單元（3-D 8節(jié)點(diǎn)點(diǎn)-面接觸）對(duì)橫截面節(jié)點(diǎn)和/或接觸表面進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
形心和剪心具體是在截面幾何圖像上哪個(gè)點(diǎn)完全由幾何形狀決定，但形心點(diǎn)和剪心點(diǎn)在三維空間的坐標(biāo)與這個(gè)梁的空間擺放位置有關(guān)，在有限元中，這個(gè)空間擺放位置由兩個(gè)參數(shù)決定：
（1） 節(jié)點(diǎn)N的位置決定整體幾何截面的2D面。
（2） 偏置Offset決定形心/剪心相對(duì)節(jié)點(diǎn)N的位置。
節(jié)點(diǎn)N相對(duì)簡單，用戶設(shè)置多少就是多少，但偏置Offset每個(gè)軟件中的設(shè)置不同。
上述阻止穿透建立的關(guān)系就是接觸算法，在ANSYS中有幾種可選的接觸算法，他們分別決定了不同的求解接觸問題的算法，如下圖點(diǎn)開Formulation可以看到所有可選的接觸算法。
