ansys 自由度耦合的案例
基于ANSYS APDL 某梁預(yù)應(yīng)力下的靜力分析（link10與固體通過cp耦合自由度） ￥30
基于ANSYS apdl參數(shù)化建模
三維模型
線框模型
自重及預(yù)應(yīng)變下的y方向變形云圖
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shell和solid自由度耦合的例子
上圖為不設(shè)置的情況，6自由度的shell結(jié)點(diǎn)位于shell的midsurface上，未能和top/bottom上的solid結(jié)點(diǎn)相耦合，此時軟件能生成.dat文件，但計(jì)算時出錯，模型在各種計(jì)算模式下均不收斂。這也是我們大家經(jīng)常遇見的錯誤。下圖則為耦合完成后的結(jié)點(diǎn)樣式，shell結(jié)點(diǎn)分離為兩個3自由度結(jié)點(diǎn)，從而與solid結(jié)點(diǎn)耦合。當(dāng)自由度設(shè)置正確時，一切計(jì)算均正常。
最后附上一個用shell和solid耦合模擬的鋼管范例，約束的加法見命令流，一點(diǎn)個人成果僅供大家討論，參考。
pipe=shell+solid.rar
展開 六軸12自由度車輛-路面不平順耦合模型
地面:剛性，粗糙(不平順) 車輛:12自由度，六軸寬軌 出售: 500RMB
組合梁栓釘連接件自由度耦合問題
布置的方式是連接工字鋼的節(jié)點(diǎn)和混凝土的節(jié)點(diǎn)
一排39個，間距0.15如圖2
接下來也加了約束也加了荷載，但計(jì)算卻老是出問題，感覺問題出在耦合這，卻找不到原因，大神幫幫忙吧！！
圖3是右截面自由度耦合后
圖4是整體模型
圖5是錯誤提示
附上命令流文本:
http://pan.baidu.com/s/1hrOAdFY
再次感謝幫助我的人。
附碩士論文文本:
http://pan.baidu.com/s/1bpvUnp1
LS-DYNA小技巧之 耦合自由度的設(shè)置（非剛性連接） ￥20
1背景描述
希望達(dá)到如下目的，
1）top surface上的所有節(jié)點(diǎn)的垂直位移（Z方向）和ref point 的一致
2）top surface上節(jié)點(diǎn)其它方向的自由度可以自由運(yùn)動，這點(diǎn)不同于剛性連接（剛性連接意味著top surface面上節(jié)點(diǎn)被焊接在一個剛性的面板上，節(jié)點(diǎn)之間沒有任何平移和轉(zhuǎn)動的相對運(yùn)動！）
圖1 模型和耦合邊界
2.實(shí)現(xiàn)方法，
采用*CONSTRAINED_NODE_SET 把top surface上的所有節(jié)點(diǎn)和ref point 定義在同一個節(jié)點(diǎn)集合中，比如set3 耦合Z方面，對應(yīng)的DOF為3，那么*CONSTRAINED_NODE_SET設(shè)置很簡單，如下：
————————————————————————————————
*CONSTRAINED_NODE_SET
3 3
———————————————————————————————
3.在ref point 上施加載荷，那么就可以實(shí)現(xiàn)背景中的目的
Z方向的位移云圖變化
X方向的位移云圖變
可以看出耦合設(shè)置只耦合了Z方向的自由度，對X方向的自由度沒有任何影響！
以上三條交代了耦合的主要設(shè)置！很簡單！應(yīng)該很容易掌握！
如果實(shí)在不知道如何做，請查看付費(fèi)k文件
展開 六軸寬軌12自由度車輛--地面不平順耦合模型
六軸寬軌12自由度車輛--地面不平順耦合模型 條件:剛性路面 車輛特點(diǎn):12自由度 車橋耦合動力學(xué)數(shù)值模擬分析
ANSYS求解單自由度系統(tǒng)的振動響應(yīng)分析
問題： 圖示系統(tǒng)質(zhì)量塊質(zhì)量為m=30kg，彈簧剛度為k=30kN/m并且彈簧質(zhì)量可以忽略，質(zhì)量塊被向左方向推離位置10mm后放手，求此系統(tǒng)的固有頻率、周期和響應(yīng)，以及彈簧所受的力。
理論解：
！1求解系統(tǒng)的固有頻率
finish
/clear
/prep7
et,1,mass21
et,2,combin14
keyopt,1,3,4 !mass21二維無轉(zhuǎn)動慣量的質(zhì)量點(diǎn)
keyopt,2,3,2 !2d軸向彈簧
r,1,30
r,2,3e4
n,1
n,2,1,0
type,1
real,1
e,2
type,2
real,2
e,1,2
d,1,all
d,2,uy
/solu
antype,modal
modopt,lanb,1
mxpand,1
solve
/post1
set,list
！2求系統(tǒng)的響應(yīng)曲線
finish
/clear
/prep7
et,1,mass21
et,2,combin14
keyopt,1,3,4
keyopt,2,3,2
r,1,30
r,2,3e4
n,1
n,2,1,0
type,1
real,1
e,2
type,2
real,2
e,1,2
/solu
antype,trans
Trnopt,full
outres,all,all
timint,off
d,1,all
d,2,uy
d,2,ux,0.01
time,1
solve
time,2
kbc,0
ddele,2,ux
timint,on
autots,on
deltim,0.01,,0.1
solve
/post26
nsol,2,2,u,x
plvar,2
prvar,2
最后得到結(jié)果質(zhì)量點(diǎn)的位移響應(yīng)曲線
展開 Ansys 院士私享講堂｜“一天跑完上億自由度”——大規(guī)模裝配-接觸仿真的最新突破
10 月 24 日 · 線下零距離 · 與 Ansys Fellow 朱永誼博士面對面
當(dāng)產(chǎn)品復(fù)雜度從“零件”躍遷到“系統(tǒng)”，有限元模型動輒上億自由度，接觸對數(shù)量呈指數(shù)級增長。如何讓“超大規(guī)模裝配模型在 8 小時內(nèi)完成建模-求解-校核”成為日常，而非傳奇？
10 月 24 日（周五）下午，Ansys 總部院士朱永誼博士首次線下開講，帶來四大“黑科技”：
1
混合多點(diǎn)約束
“一個接觸對”自動識別固體-殼任意組合，依局部幾何秒選最優(yōu)約束，無需手動修正偏移或?qū)R法向，前處理更省力，結(jié)果更精準(zhǔn)。
2
并行-接觸對自動分割
大接觸對智能拆分子域，核心數(shù)越高并行效率越穩(wěn)，拆分前后結(jié)果一致，全程無需手動干預(yù)。
3
統(tǒng)一非光滑接觸檢測
節(jié)點(diǎn)、高斯、Mortar 三法合一，求解器實(shí)時切換，輕松應(yīng)對棱邊、角點(diǎn)等極端接觸，復(fù)雜裝配收斂更穩(wěn)健。
4
自適應(yīng)穩(wěn)定求解
隱式?瞬態(tài)?半隱式自動接力，局部屈曲、材料軟化、接觸躍遷全程“一鍵求解”，原先難收斂的模型也能順利收斂。
關(guān)鍵詞：混合多點(diǎn)約束方法、接觸檢測、高性能計(jì)算、自適應(yīng)求解器方案
時間：2025年10月24日（周五），14:00-16:30
地點(diǎn)：上海
費(fèi)用：免費(fèi)（報(bào)名需審核，請正確填寫完整的單位名稱及郵箱等基本信息，以便成功報(bào)名）
嘉賓介紹：
朱永誼 博士 | Fellow, Ansys Inc (Part of Synopsys)
朱永誼博士是Ansys的院士，擁有超過40年的計(jì)算力學(xué)與有限元研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。
展開 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的網(wǎng)格劃分方法比較
在ANSA下，情況也類似，ANSA是很具優(yōu)勢的基于幾何的分網(wǎng)軟件，其建面功能十分強(qiáng)大，在沒有體這一概念的情況下，可以實(shí)現(xiàn)模型的分塊，操作簡單但效率很高，是未來分網(wǎng)軟件發(fā)展的大趨勢
混合網(wǎng)格劃分
混合網(wǎng)格劃分即在幾何模型上，根據(jù)各部位的特點(diǎn)，分別采用自由、映射、掃略等多種網(wǎng)格劃分方式，以形成綜合效果盡量好的有限元模型。混合網(wǎng)格劃分方式要在計(jì)算精度、計(jì)算時間、建模工作量等方面進(jìn)行綜合考慮。
通常，為了提高計(jì)算精度和減少計(jì)算時間，應(yīng)首先考慮對適合于掃略和映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域先劃分六面體網(wǎng)格，應(yīng)盡量通過切分等多種布爾運(yùn)算手段來創(chuàng)建合適的區(qū)域（尤其是對所關(guān)心的區(qū)域或部位）；其次，對實(shí)在無法再切分而必須用四面體自由網(wǎng)格劃分的區(qū)域，采用帶中節(jié)點(diǎn)的六面體單元進(jìn)行自由分網(wǎng)。
自由度耦合和約束方程
對于某些形式的復(fù)雜幾何模型，可以利用ANSYS的約束方程和自由度耦合功能（Abaqus中的tie功能）來促成劃分出優(yōu)良的網(wǎng)格并降低計(jì)算規(guī)模。
比如，將相鄰的體在進(jìn)行獨(dú)立的網(wǎng)格劃分（通常是采用映射或掃略方式）后再"粘結(jié)"起來，由于各個體之間在幾何上沒有聯(lián)系，因此不用費(fèi)勁地考慮相互之間網(wǎng)格的影響，所以可以自由地采用多種手段劃分出良好的網(wǎng)格，而體之間的網(wǎng)格"粘結(jié)"是通過形函數(shù)差值來進(jìn)行自由度耦合的，因此連接位置處的位移連續(xù)性可以得到絕對保證，如果非常關(guān)注連接處的應(yīng)力，可以如下面所述再在該局部位置建立子區(qū)模型予以分析。
子模型等其它手段
子模型是一種先總體、后局部的分析技術(shù)（也稱為切割邊界條件方法），對于只關(guān)心局部區(qū)域準(zhǔn)確結(jié)果的復(fù)雜幾何模型，可采用此手段，以盡量小的工作量來獲得想要的結(jié)果。
展開 ANSYS網(wǎng)格劃分詳細(xì)介紹
四、 混合網(wǎng)格劃分
混合網(wǎng)格劃分即在幾何模型上，根據(jù)各部位的特點(diǎn)，分別采用自由、映射、掃略等多種網(wǎng)格劃分方式，以形成綜合效果盡量好的有限元模型。混合網(wǎng)格劃分方式要在計(jì)算精度、計(jì)算時間、建模工作量等方面進(jìn)行綜合考慮。通常，為了提高計(jì)算精度和減少計(jì)算時間，應(yīng)首先考慮對適合于掃略和映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域先劃分六面體網(wǎng)格，這種網(wǎng)格既可以是線性的（無中節(jié)點(diǎn)）、也可以是二次的（有中節(jié)點(diǎn)），如果無合適的區(qū)域，應(yīng)盡量通過切分等多種布爾運(yùn)算手段來創(chuàng)建合適的區(qū)域（尤其是對所關(guān)心的區(qū)域或部位）；其次，對實(shí)在無法再切分而必須用四面體自由網(wǎng)格劃分的區(qū)域，采用帶中節(jié)點(diǎn)的六面體單元進(jìn)行自由分網(wǎng)（自動退化成適合于自由劃分形式的單元），此時，在該區(qū)域與已進(jìn)行掃略或映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域的交界面上，會自動形成金字塔過渡單元（無中節(jié)點(diǎn)的六面體單元沒有金字塔退化形式）。ANSYS中的這種金字塔過渡單元具有很大的靈活性：如果其鄰接的六面體單元無中節(jié)點(diǎn)，則在金字塔單元四邊形面的四條單元邊上，自動取消中間節(jié)點(diǎn)，以保證網(wǎng)格的協(xié)調(diào)性。同時，應(yīng)采用前面描述的TCHG命令來將退化形式的四面體單元自動轉(zhuǎn)換成非退化的四面體單元，提高求解效率。如果對整個分析模型的計(jì)算精度要求不高、或?qū)M(jìn)行自由網(wǎng)格劃分區(qū)域的計(jì)算精度要求不高，則可在自由網(wǎng)格劃分區(qū)采用無中節(jié)點(diǎn)的六面體單元來分網(wǎng)（自動退化成無中節(jié)點(diǎn)的四面體單元），此時，雖然在六面體單元劃分區(qū)和四面體單元劃分區(qū)之間無金字塔過渡單元，但如果六面體單元區(qū)的單元也無中節(jié)點(diǎn)，則由于都是線性單元，亦可保證單元的協(xié)調(diào)性。
五、 利用自由度耦合和約束方程
對于某些形式的復(fù)雜幾何模型，可以利用ANSYS的約束方程和自由度耦合功能來促成劃分出優(yōu)良的網(wǎng)格并降低計(jì)算規(guī)模。
展開 復(fù)雜幾何模型網(wǎng)格劃分技術(shù)
4 混合網(wǎng)格劃分
混合網(wǎng)格劃分即在幾何模型上，根據(jù)各部位的特點(diǎn)，分別采用自由、映射、掃略等多種網(wǎng)格劃分方式，以形成綜合效果盡量好的有限元模型。混合網(wǎng)格劃分方式要在計(jì)算精度、計(jì)算時間、建模工作量等方面進(jìn)行綜合考慮。通常，為了提高計(jì)算精度和減少計(jì)算時間，應(yīng)首先考慮對適合于掃略和映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域先劃分六面體網(wǎng)格，這種網(wǎng)格既可以是線性的（無中節(jié)點(diǎn)）、也可以是二次的（有中節(jié)點(diǎn)），如果無合適的區(qū)域，應(yīng)盡量通過切分等多種布爾運(yùn)算手段來創(chuàng)建合適的區(qū)域（尤其是對所關(guān)心的區(qū)域或部位）；其次，對實(shí)在無法再切分而必須用四面體自由網(wǎng)格劃分的區(qū)域，采用帶中節(jié)點(diǎn)的六面體單元進(jìn)行自由分網(wǎng)（自動退化成適合于自由劃分形式的單元），此時，在該區(qū)域與已進(jìn)行掃略或映射網(wǎng)格劃分的區(qū)域的交界面上，會自動形成金字塔過渡單元（無中節(jié)點(diǎn)的六面體單元沒有金字塔退化形式）。ANSYS中的這種金字塔過渡單元具有很大的靈活性：如果其鄰接的六面體單元無中節(jié)點(diǎn)，則在金字塔單元四邊形面的四條單元邊上，自動取消中間節(jié)點(diǎn)，以保證網(wǎng)格的協(xié)調(diào)性。同時，應(yīng)采用前面描述的TCHG命令來將退化形式的四面體單元自動轉(zhuǎn)換成非退化的四面體單元，提高求解效率。如果對整個分析模型的計(jì)算精度要求不高、或?qū)M(jìn)行自由網(wǎng)格劃分區(qū)域的計(jì)算精度要求不高，則可在自由網(wǎng)格劃分區(qū)采用無中節(jié)點(diǎn)的六面體單元來分網(wǎng)（自動退化成無中節(jié)點(diǎn)的四面體單元），此時，雖然在六面體單元劃分區(qū)和四面體單元劃分區(qū)之間無金字塔過渡單元，但如果六面體單元區(qū)的單元也無中節(jié)點(diǎn)，則由于都是線性單元，亦可保證單元的協(xié)調(diào)性。
5 利用自由度耦合和約束方程
對于某些形式的復(fù)雜幾何模型，可以利用ANSYS的約束方程和自由度耦合功能來促成劃分出優(yōu)良的網(wǎng)格并降低計(jì)算規(guī)模。
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