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1、第16章耦合和约束方程正如自由度约束能约束模型中确定的节点一样，耦合和约束方程可以建立节点间的位移关系。本章主要讨论何时需要建立、怎样建立节点间的耦合和约束方程。主要内容:A.耦合B.约束方程16.1耦合耦合是使一组节点具有相同的自由度值除了自由度值是由求解器计算而非用户指定外，与约束相类似例如:如果节点1和节点2在UX方向上耦合，求解器将计算节点1的UX值并简单地把该值赋值给节点2的UX一个耦合设置是一组被约束在一起，有着同一方向的节点(即一个自由度)一个模型中可以定义多个耦合，但一个耦合中只能包含一个方向的自由度16.1.1耦合设置的
2、特点只有一个自由度卷标－如：ux,uy或temp可含有任意节点数任意实际的自由度方向－ux在不同的节点上可能是不同的主、从自由度的概念加在主自由度上的载荷16.1.2一般应用施加对称条件无摩擦界面铰接如：用耦合施加循环对称性，在循环对称切面上的对应位置实施自由度耦合16.1.3施加对称条件耦合自由度常被用来施加移动或循环对称性条件。这可以保证平面截面依然是平面。例如：-对圆盘扇区模型(循环对称)，应使两个对称边界上的对应节点在各个自由度上耦合。对锯齿形模型的半齿模型(平移对称)，应使一个边上的节点在各自由度上耦合关于此边对称这些节点的所有
3、自由度都要耦合xyxy123451112131415由于结构的对称性，上面的一排结点在轴向上的位移应该相同16.1.3施加对称条件(续)考虑在均匀轴向压力下的空心长圆柱体，此3－D结构可用下面右图所示的2－D轴对称模型表示16.1.4无摩擦界面如果满足下列条件，则可用耦合自由度模拟接触面表面保持接触几何线性分析(小变形)忽略摩擦在两个面上，节点是一一对应的通过耦合垂直于接触面的重合节点来模拟接触面分析仍然是线性的无间隙收敛性问题在竖向耦合每对节点16.1.5铰接耦合可用来模拟铰接，如：万向节、铰链借助力矩释放可模拟铰接：只耦合连接节点间的
4、位移自由度，不耦合旋转自由度例如：下图中，若A处重合两节点在UX、UY方向上耦合，旋转不耦合，则A连接可模拟成铰接12A节点1和节点2重合，为了看清分开显示16.1.6创建耦合设置根据使用不同，可用多种方法进行耦合设置①将节点进行同方向耦合：选择所需要的设置接着使用CP命令或orPreprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs例如,cp,,ux,all是把所有选择节点在UX方向上耦合输入耦合设置参考号，选择自由度卷标16.1.6创建耦合设置(续)②在零偏移量的一组节点之间生成附加耦合关系:MainMenu:Pre
5、processor>Coupling/Ceqn>Genw/SameNodes3.单击OK1.输入现存耦合设置的参考号2.对每个设置指定新的自由度卷标16.1.6创建耦合设置(续)③同一位置节点间的耦合：首先确保所有要耦合的节点都被选择接着使用命令CPINTF或Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoincidentNodes例如：cpintf,uy同一位置的所有节点在UY上耦合(包含0.0001的缺省误差)16.1.6创建耦合设置(续)④不在同一位置节点间的耦合，如循环对称:首先确保所有要耦合的节点都被选择。然后使用命令
6、CPCYC或Preprocessor>Coupling/Ceqn>OffsetNodes例如：cpcyc,all,,1,0,30,0把圆心角相差30º的对应节点的各自由度进行耦合(注：当前KCN选项是总体柱坐标系)16.1.7关于耦合的说明记忆要点:耦合中的自由度方向(UX,UY,等)是节点坐标系中的方向求解器只保留耦合中的第一个自由度，并把它作为主自由度，而不保留其余自由度施加在耦合节点上的载荷(在耦合自由度方向)求和后作用在主节点上耦合自由度上的约束只能施加在主节点上16.1.8练习：耦合循环对称边界在此练习中，由生成耦合DOF设置来
7、模拟有循环对称性的模型的接触问题1.建模并在图形窗口中画单元2.在总体柱坐标系下，生成具有Y的增量为30的节点复制件a.将当前坐标系变为总体柱坐标系b.在当前坐标系中，以Y=30的增量拷贝所有的结点16.1.8练习：耦合循环对称边界(续)3.在同一位置的节点上生成适当的耦合关系a.Choosecouplecoincidentnodesb.ChooseAllAppropriate4.不选择附在单元上的节点a.选择entity,nodeattachedtob.选择unselect，并单击apply5.将新节点拷贝回原始位置(DY=-30,IN
8、C=0)a.以Y＝－30的增量拷贝所有节点b.对节点号增量输入06.选择everything16.1.8练习：耦合循环对称边界(续)7.对所有处于同一位置的节点进行merge操作a.Numbe
