coupling約束
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-12-13
coupling約束的視頻教程
【B03-4】Abaqus Coupling約束詳解
詳細(xì)介紹Abaqus中Coupling的原理，包括Kinematic、Continuum、Structural。
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coupling約束的實(shí)例教程
備注：本文未考慮Coupling約束施加載荷會(huì)影響局部的應(yīng)力求解的準(zhǔn)確性（在后處理時(shí)可以移除載荷施加位置的部分單元后再進(jìn)行分析。）
在Step模塊，定義好施加載荷的分析步，
就可以 在Load模塊對(duì)柱底進(jìn)行約束，在柱頂施加集中力了。
為了防止應(yīng)力集中，本例中采用參考點(diǎn)與實(shí)體單元耦合約束 Coupling，在參考點(diǎn)上施加F=5000N的集中力。
在Interaction模塊，創(chuàng)建Coupling 耦合約束，如下圖。
施加集中力——參考點(diǎn)與實(shí)體單元耦合約束CouplingKinematic Coupling：
當(dāng)約束全部6個(gè)自由度時(shí)，被約束的區(qū)域就變?yōu)閯傂缘模藚^(qū)域上的各節(jié)點(diǎn)之間的相互距離保持不變，各節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)的距離也保持不變。但并不是說(shuō)此區(qū)域上的各節(jié)點(diǎn)的位移都等于參考點(diǎn)的位移，例如如果參考點(diǎn)在原地旋轉(zhuǎn)一定角度（u1,u2,u3都為0），則被約束的區(qū)域也隨之旋轉(zhuǎn)，此區(qū)域上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的u1,u2,u3都不為0。
Distributing Coupling：
對(duì)受約束區(qū)域上各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了加權(quán)平均處理，使此區(qū)域上受到的合力和合力矩與施加在參考點(diǎn)上的力和力矩相等效。換言之，Distributing Coupling允許受約束區(qū)域上的各部分之間發(fā)生相對(duì)變形，比Kinematic Coupling中的面更柔軟
輸出荷載-位移曲線輸出荷載-位移曲線：在Step-Output里面定義History Output：CF，U；
后處理Visualization模塊中，Result-History Output：下圖
展開(kāi) 然后點(diǎn)擊CONSTRAINT，雙擊彈出coupling選項(xiàng)卡，選擇id號(hào)為1-4的對(duì)象，并同樣拖拽至'scooter_plate'，從而完成'scooter_plate'的定義，且可以利用show only進(jìn)行檢查，其中包括滑板車車體和四個(gè)coupling約束。
3、建立聯(lián)合仿真分析
完成各個(gè)區(qū)域的定義后，利用Cosimulator定義聯(lián)合仿真。典型過(guò)程如下：
利用AUXILIARIES>COSIM打開(kāi)COSIMULATOR列表，利用New選項(xiàng)或者直接用New按鈕，創(chuàng)建一個(gè)新的COSIMULATOR。利用Options定義*COSIMULATION CONTROLS。Cosimulation area列表中定義了聯(lián)合仿真的結(jié)構(gòu)，分為隱式和顯式部分，每部分又包括了Regions和Steps。可在Regions上點(diǎn)擊右鍵選擇Newsubstructure定義子結(jié)構(gòu)（屬于Implicit），并可利用Edit對(duì)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行編輯，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。
此時(shí)，已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)子結(jié)構(gòu)通用分析步，再創(chuàng)建一個(gè)頻率分析步以便完成模態(tài)分析為子結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)提供條件。激活“Select Eigenmodes”，并在Frequency Step框中輸入“？”，跳出step幫助框，新建一個(gè)頻率分析步，設(shè)置合適的參數(shù)，然后退出，并選擇新建的頻率分析步。隨后，點(diǎn)擊子結(jié)構(gòu)分析步右側(cè)的edit，設(shè)置子結(jié)構(gòu)分析的相關(guān)參數(shù)后點(diǎn)擊ok。
通過(guò)Implicit下面的Substructure，：‘Add regions‘并在跳出的管理器中，雙擊選擇'scooter_plate'，此時(shí)，'scooter_plate'會(huì)出現(xiàn)在Substructure選項(xiàng)下，子結(jié)構(gòu)部分的聯(lián)合仿真完成。為完成Implicit區(qū)域部分的定義，選擇“Addregions”并選擇'scooter_assembly'。
展開(kāi) 有限元模型介紹
有限元模型如下圖所示：
有限元模型
支座采用C3D8R單元模擬，螺栓采用梁?jiǎn)卧M，梁?jiǎn)卧霃綖?0mm，鋁合金采用理想彈塑性本構(gòu)，材料屬性如下圖所示：
材料屬性
為簡(jiǎn)化計(jì)算，采用半結(jié)構(gòu)分析，支座底部為固定約束，右側(cè)為對(duì)稱邊界條件：
邊界條件
采用梁?jiǎn)卧M螺栓，螺栓與螺栓孔采用coupling約束。計(jì)算了兩種工況：工況1為螺栓處施加5Kn壓力，支座頂部施加10Kn壓力，根據(jù)節(jié)點(diǎn)數(shù)平均分布在各節(jié)點(diǎn)處；工況2為螺栓受拉，用于分析螺栓受拉時(shí)該處的力-位移曲線。
分析步設(shè)置如下：
分析步
本案例將相同模型分別在isolver與Abaqus軟件中進(jìn)行計(jì)算并對(duì)比。
3.
展開(kāi) 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(duì)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(chǎng)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(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度）；
3、 定義節(jié)點(diǎn)間的剛性連接。
Abaqus中耦合約束分為運(yùn)動(dòng)耦合（Kinematic Coupling）和分布式耦合（Distributing Coupling），分別對(duì)應(yīng)Nastran中的RBE2單元和RBE3單元，詳見(jiàn)《Abaqus Analysis User's Manual Table 3.2.25–1》。
==演示視頻==
該視頻演示了iSolver中實(shí)現(xiàn)KCoupling的功能，證明iSolver結(jié)果和Abaqus完全一致：
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884 第6章節(jié)：3.1 載荷和邊界-K-Coupling耦合約束
==總結(jié)==
本文簡(jiǎn)單介紹了耦合約束的定義和用途，具體闡述了Abaqus中運(yùn)動(dòng)耦合約束和分布耦合約束的原理，并通過(guò)兩個(gè)簡(jiǎn)單算例加以驗(yàn)證。在有限元分析中，耦合約束應(yīng)用極廣，研究其原理有助于我們選擇合理的約束方式，從而保證建模的準(zhǔn)確性。
展開(kāi) 
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第十篇：耦合約束（Coupling constraints）的研究。
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3.2 ========第二階段========
第十一篇：自主CAE開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)第一階段總結(jié)。
此插件僅用于快捷創(chuàng)建這些RP coupling（RP耦合約束）。編輯或刪除必須使用 Abaqus/CAE 的常規(guī)選項(xiàng)完成。
下面的簡(jiǎn)短視頻將展示如何使用這個(gè)插件。
付費(fèi)文件包含插件本體，插件安裝教程，插件使用教程。
正確的處理方式是通過(guò)建立耦合(coupling)約束，將這些條件定義在參考點(diǎn)上。
3) 在定義集中載荷或彎矩載荷時(shí)，選中“Follow nodal rotation”選項(xiàng)可以使載荷方向隨著節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。
4) 在加載位置處進(jìn)行分割以生成頂點(diǎn)，這樣在施加集中載荷時(shí)可以通過(guò)鼠標(biāo)選取該點(diǎn)。
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第十篇：耦合約束（Coupling constraints）的研究。
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4.2 ========第二階段========
第十一篇：自主CAE開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)第一階段總結(jié)。
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第十一篇：自主CAE開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)第一階段總結(jié)。
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2.5.2 ========第二階段========
第十一篇：自主CAE開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)第一階段總結(jié)。
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1.5.2 ========第二階段========
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1.7.2 ========第二階段========
第十一篇：自主CAE開(kāi)發(fā)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)第一階段總結(jié)。
