ansys內(nèi)部約束的案例
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列47：約束關(guān)系（3）-船舶規(guī)范約束導(dǎo)致的Max Ratio問題
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver，通過自研CAE軟件和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。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(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會(huì)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(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
百度網(wǎng)盤鏈接: https://pan.baidu.com/s/10d6jHdZ01SBY2JxiS6bffw 提取碼: 6fdf
2 約束關(guān)系
我們在系列文章第35章介紹了接觸分析及常用的基本算法。
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列45：約束關(guān)系（1）-統(tǒng)一形式
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver，通過自研CAE軟件和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。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(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會(huì)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(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
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2 約束關(guān)系
我們在系列文章第35章介紹了接觸分析及常用的基本算法。
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列10： 耦合約束的研究 ￥1
商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元求解器，通過自研求解器和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。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(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會(huì)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(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
iSolver介紹：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第10篇：耦合約束（Coupling constraints）的研究==
耦合約束對應(yīng)Nastran的MPC，是最常用的約束方式之一，用于定義一個(gè)表面集（Surface Set）內(nèi)節(jié)點(diǎn)與控制節(jié)點(diǎn)位移自由度之間的相互關(guān)系，可以模擬節(jié)點(diǎn)的剛性連接或指定節(jié)點(diǎn)位移間的組合約束。
耦合約束常用于某些有限元模型要求特定自由度連接關(guān)系的場合，包括：
1、 描述非常剛硬的結(jié)構(gòu)元件，使用約束方程代替大剛度彈性單元能夠使有限元模型更為合理；
2、 在不同類型的單元間傳遞載荷，如將殼單元的力偶傳遞到實(shí)體單元中（實(shí)體單元沒有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）；
3、 定義節(jié)點(diǎn)間的剛性連接。
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列46：約束關(guān)系（2）-Lagrange因子法求解
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver，通過自研CAE軟件和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。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(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會(huì)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(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
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2 約束關(guān)系
我們在系列文章第35章介紹了接觸分析及常用的基本算法。
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ANSYS知識普及3——約束方程（ANSYS專家編輯，非原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)摘）
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識普及系列，將有用的網(wǎng)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(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個(gè)小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識產(chǎn)權(quán)，請聯(lián)系ANSYS專家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時(shí)間刪除。
小技巧：加本人關(guān)注，可以及時(shí)觀看本人發(fā)布的技術(shù)貼
約束方程提供了比耦合更通用的聯(lián)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(xiàng)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(gè)典型的約束方程應(yīng)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(zhuǎn)動(dòng)自由度）的連接來完成的：
o 圖12-1建立旋轉(zhuǎn)和平移自由度的關(guān)系
如果不用約束方程則節(jié)點(diǎn)2處表現(xiàn)為一個(gè)鉸鏈。
展開 ANSYS 內(nèi)部函數(shù)
1. distnd( i,j) — I,j 兩點(diǎn)的距離
2. node(x,y,z) — 提取距離位置(x,y,z)最近的節(jié)點(diǎn)號
3. kp(x,y,z) — 提取距離位置(x,y,z)最近的關(guān)鍵點(diǎn)號
4.基本函數(shù)
ABS(x)
Absolute value of x.
SIGN(x,y)
Absolute value of x with sign of y. y=0 results in positive
sign.
EXP(x)
Exponential of x (ex).
LOG(x)
Natural log of x (ln (x)).
LOG10(x)
Common log of x (log10(x)).
SQRT(x)
Square root of x.
NINT(x)
Nearest integer to x.
MOD(x,y)
Remainder of x/y. y=0 returns zero (0).
RAND(x,y)
Random number (uniform distribution) in the range x to y (x = lower
bound, y = upper bound).
GDIS(x,y)
Random sample of a Gaussian (normal) distribution with mean x and
standard deviation y.
SIN(x), COS(x),
TAN(x)
Sine,
Cosine, and Tangent of x. x is in radians by default, but can be
changed to degrees with *AFUN
展開 『下載』這是我們老師上課的ansys講義。很經(jīng)典了。 ansys內(nèi)部培訓(xùn)，也有。是初學(xué)者必須的了。
很好的東西了。。。
ANSYS構(gòu)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？
基于ANSYS Workbench 仿真分析液壓閥塊內(nèi)部油路極限壁厚
在 ANSYS Workbench 中使用 Mesh 模塊對研究對象進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，需要考慮的問題有很多，但總的來說是：對于結(jié)構(gòu)簡單的模型可以直接采用對應(yīng)網(wǎng)格劃分方法；對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的模型，則應(yīng)根據(jù)問題的需要選擇合適的網(wǎng)格劃分方法[5]。網(wǎng)格化的三維模型如圖 4 所示。
1.3 邊界條件與約束載荷的設(shè)置
為了簡化計(jì)算并確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)把液壓閥塊從整個(gè)液壓系統(tǒng)中分離出來進(jìn)行有限元分析計(jì)算。在添加約束和載荷時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際受約束和受力狀態(tài)合理選擇約束類型和載荷類型[6]。在液壓系統(tǒng)實(shí)際使用過程中，液壓閥塊一般從底部或側(cè)面用螺栓固定在結(jié)構(gòu)件上，然后通過硬管或膠管與其他液壓元器件相連，液壓閥塊內(nèi)部流經(jīng)高壓液壓油，以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的功能。
所以此次仿真，我們對液壓閥塊底面添加一個(gè)固定支撐，然后對 4 個(gè)內(nèi)部封閉腔施加 42 MPa 的極限壓力。求解后最終觀察液壓閥塊主封閉腔與另外 3 個(gè)封閉腔的最小壁厚間隙分別為 3 mm、5 mm 和 7 mm時(shí)所受的應(yīng)力與應(yīng)變的情況。
1.4 仿真結(jié)果及分析
ANSYS Workbench 后處理器提供了友好的用戶界面，可以計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值，并能通過云圖的形式表達(dá)出來[7]。
通過對液壓閥塊 4 個(gè)內(nèi)部封閉腔施加 42 MPa 的極限壓力后仿真，得出了液壓閥塊所受的 Von Mises等效應(yīng)力云圖與等效彈性應(yīng)變云圖，分別如圖 5、圖 6所示。
從計(jì)算結(jié)果中可以看出，液壓閥塊所受的 VonMises 最大等效應(yīng)力與最大等效彈性應(yīng)變出現(xiàn)在最小壁厚間隙為 3 mm 處，最大等效彈性應(yīng)變達(dá)到了0.549 37 mm，相對于 3 mm 的壁厚來講影響比較大，最大等效應(yīng)力更是達(dá)到了 102 MPa。
展開 ANSYS約束方程的施加與分析
下面分析一個(gè)具體的問題，模型如下圖所示：
對于該模型，節(jié)點(diǎn)5雖然為公用節(jié)點(diǎn)，但是兩端的彎矩與實(shí)體單元的彎矩并不耦合，因此需要人為的構(gòu)建約束方程，現(xiàn)假定實(shí)體單元?jiǎng)澐譃樗姆荩B接面的節(jié)點(diǎn)編號 如上圖所示，根據(jù)約束方程的定義，需要為此模型定義三個(gè)約束方程用以控制三個(gè)方向的自由度，下面給出一個(gè)5號節(jié)點(diǎn)ROTz約束方程示例：
該方程根據(jù)1、2節(jié)點(diǎn)的水平和豎向位移差值之比定義5節(jié)點(diǎn)ROTz的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因此約束方程可以改寫為標(biāo)準(zhǔn)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(shí)際模型中，如果不確定具體的節(jié)點(diǎn)編號可以使用內(nèi)置函數(shù)命令NNEAR獲取最近節(jié)點(diǎn)即可，相應(yīng)的有限元模型如下圖所示：
模型建立后，定義相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)約束方程，本模型中定義了中心節(jié)點(diǎn)三個(gè)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(guān)注公眾號：SimC結(jié)構(gòu)工作室
展開 分享:ANSYS中周向約束
ANSYS中進(jìn)行位置約束時(shí)有選項(xiàng)：UX,UY,UZ,ALL（如果節(jié)點(diǎn)有六個(gè)自由度則還有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）表示節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)坐標(biāo)方向位置，一般情況，我們在笛卡兒坐標(biāo)系下建立模型，各節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系在默認(rèn)情況下是與全局坐標(biāo)是一致的，因此，我們添加的約束只能是全局笛卡兒坐標(biāo)系坐標(biāo)方向的位置約束。通過修改節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)后，則可以任意添加約束了，比如將所有的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系修改到與柱坐標(biāo)系一致，則可添加周向位置約束了。修改節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)系的GUI是:
Main Menu -> preprocessor -> Modeling -> Move/Modify -> Rotate Node CS
展開 
NASTRAN 與 ANSYS 柱坐標(biāo)約束計(jì)算比較
銷孔局部測試
位移與Mises等效應(yīng)力圖
FIG1.NASTRAN 位移
FIG2.NASTRAN 應(yīng)力
FIG3.ANSYS 位移
FIG4.ANSYS 應(yīng)力
testdis-nastran.jpg
testMises-nastran.jpg
testdis-ansys.jpg
testMises-ansys.jpg
ANSYS梁單元與實(shí)體單元的耦合與約束方程
ANSYS梁單元與實(shí)體單元的耦合與約束方程
By長安CAE
1 概述
在ANSYS計(jì)算過程中，有時(shí)候會(huì)遇到不同單元之間進(jìn)行連接，由于不同的單元自由度不同，連接時(shí)通常需要通過耦合和約束方程建立節(jié)點(diǎn)自由度的關(guān)系，保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
耦合可以理解成是將耦合的對象某個(gè)自由度作相等處理，而約束方程則不局限于相等這個(gè)關(guān)系，其可以描述具有某種關(guān)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?yàn)槠矫鎲卧獩]有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。
圖1 梁單元與平面單元連接
為使節(jié)點(diǎn)2具有力矩傳遞的能力，要求1、2、3節(jié)點(diǎn)之間的自由度滿足以下關(guān)系：
ROTZ2 = (UY3 - UY1)/10
再通過CE命令，即可將此關(guān)系通過約束方程的形式施加給1、2、3節(jié)點(diǎn)。
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(shù)，用于區(qū)別約束方程，一般可以用數(shù)字1、2、3表示即可，表示第幾個(gè)約束方程；
CONST表示方程的常數(shù)項(xiàng)，一般為0；
NODE1，表示第一個(gè)節(jié)點(diǎn)；
Lab1，表示自由度標(biāo)簽，對于結(jié)構(gòu)而言，就是三個(gè)平移和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；
C1，表示該自由度的系數(shù)；
同理，后面的也一樣。
展開 ANSYS ICEMCFD 11 連接器屬性約束和加載
同時(shí)作為ANSYS家族的一款專業(yè)分析環(huán)境,還可以集成于ANSYS Workbench平臺, 獲得Workbench的所有優(yōu)勢
ANSYS_ICEMCFD_11_連接器屬性約束和加載.pdf
曲軸用ansys分析如何加載荷和約束
曲軸用ansys分析強(qiáng)度如何加載荷和約束
