ansys rbe單元
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
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基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法總結
由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導致局部應力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導致影響整體剛度矩陣的問題，有學者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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基于ANSYS的實體單元扭矩施加方法(用若干對力代替力偶)
由于ANSYS中不能直接對實體單元施加力矩，傳統方法采用若干對力偶來代替扭矩，該方法容易導致局部應力集中；改進的方法引入一些特殊單元如rbe3單元、mpc184單元、mass21單元等，通過引入這些特殊單元，能夠比較好的實現扭矩的施加，但是特殊單元的引入又改變了整體剛度矩陣。為了解決由于引入特殊單元而導致影響整體剛度矩陣的問題，有學者等提出采用接觸單元能夠很好的解決扭矩的施加問題。
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rbe3單元
rbe3單元一般也叫柔性單元，與rbe2一樣，不同求解器有不同的關鍵字描述，在Nastran、Optistruct與ANSYS都用rbe3關鍵字進行描述，只是格式不同，ANSYS的rbe3關鍵字如下：
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Optistruct的rbe3關鍵字如下：
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而在abaqus
副車架有限元建模
以某量產車型的沖焊結構副車架為例，采用殼單元進行網格劃分，rbe2抓取硬點，模型包含54302個節點，56422個殼單元，其中三角形單元占比為5.8%。模型材料為鋼材，副車架有限元模型和材料參數如下圖1和表1所示。
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。
而RBE3中因為所有的Slave和一個Master節點組成了一個約束關系，所以只有一個真正的約束關系，所以RBE3的約束關系數目=Master節點數（一般是1個），Lagrange因子可以認為綁定在Master節點。
這種節點之間的約束關系還有一種常見情況就是節點間的分布耦合連接RBE3，將施加在Master節點上的力和力矩按照加權系數分配到Slave節點上，從而實現載荷在單元間的傳遞，此時就避免了RBE2太剛的問題，典型應用場景譬如模擬圓管對壁面的壓力作用。
水哥ANSYS入門經典案例50講
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基于ANSYS鋼-混組合梁非線性分析
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基于ANSYS斜拉橋有限元分析系列教程
代表一種特殊的多點約束方式，不同求解器中叫法不同，比如simulation中叫“剛性”，ansys中叫“cerig”，abaqus中叫“coup kin”，體現一種剛性的連接行為
Rbe3也代表一種特殊的多點約束方式，simulation中叫“分布”，ansys中叫“rbe3”，abaqus中叫“coup dis”，體現一種柔性的連接行為
當然，用來模擬綁定連接行為的方式還有很多，比如分布式的
RBE3也有master節點和slave節點，較新版本ANSYS叫 independent node和dependent node。
RBE3的master節點和slave節點不是形成剛性區域了，而是將載荷從master節點傳遞到slave節點，整個耦合區域是會產生變形的。
代表一種特殊的多點約束方式，不同求解器中叫法不同，比如simulation中叫“剛性”，ansys中叫“cerig”，abaqus中叫“coup_kin”，體現一種剛性的連接行為
Rbe3也代表一種特殊的多點約束方式，simulation中叫“分布”，ansys中叫“rbe3”，abaqus中叫“coup_dis”，體現一種柔性的連接行為
當然，用來模擬綁定連接行為的方式還有很多
然后接觸到HyperMesh中的RBE單元概念，才對ANSYS Workbench中遠程點的功能有更深入的了解。
