ABAQUS中MPC与coupling解析

2017-01-20 by:CAE仿真在线来源:互联网

ABAQUS包括多种约束定义,用于模拟模型在节点之间运动关系的传递,在ABAQUS中,约束类型主要有下图所示。

图1 ABAQUS约束关系

多种约束关系中,多点约束(MPC)与耦合约束(Coupling)是用户常用的两种约束方式。如下图所示。MPC和coupling允许在计算模型不同的自由度之间强加约束,即以一个节点的某几个自由度为标准值,在此节点与其他节点之间建立某种关系。

图2 MPC与Coupling选项

如上图所示,MPC约束中有较多子选项。对于MPC约束,MPC-link 最“柔和”的,MPC-beam 次之,MPC-tie 和 MPC-pin 基本相同。Beam是较为常用的MPC约束方式,该方法采用刚性梁的方式将所有从节点的移动和旋转自由度耦合到主节点上。Tie主要是用于点(一个或多个,但不能是RP)和面以及面与面之间的绑定约束。

Coupling包括K-Coupling,C-D-Coupling,S-D-Coupling三种约束耦合约束方式。如下图所示,K-Coupling较为“刚硬”,C-D 和S-D基本一样,连接较为柔和。K-Coupling约束耦合点与参考点之间的刚体运动,可有选择性的约束6个自由度。D-coupling则是着重于强调耦合间的力和力矩的传递,对于位移的耦合不是刚性的。

(

1)K-Coupling

(2)D-Coupling

图3 K-Coupling与D-Coupling示意

整体来说,MPC下面有很多子类,相对而言选择性强些,对于点对点的约束很直观,如果能结合一些网格划分工具中的功能,相对而言选择性强些。MPC对于点对点的约束很直观,如果能结合一些网格划分工具中的功能,是很容易定义多个点和另外多个点之间的对应MPC关系。

对于Coupling,特别是对于很多点和另外很多点之间的耦合,可以直接通过定义面和面之间的耦合关系定义,由算法自动定义相应的点和点之间的耦合(通常是一个点和几个点之间的对应耦合,有加权系数),如果是K-coupling,则是和对应的MPC基本等价的。对于一个点和多个点之间的对应刚性耦合,K-coupling和MPC基本等价,可以通过定义一点和一个面的耦合来定义,所有方便些。D-coupling则是着重于强调耦合间的力和力矩的传递,对于位移的耦合不是刚性的,这对于某些边界条件的定义或者壳与固体的连接关系定义是有用的。通常如果不关心耦合定义所在部位的计算精度的话,用K-coupling即可。