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nastran patran MPC约束使用详细介绍

多点约束(MPC)

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多点约束(MPC,Multi-Point Constraint)是对节点的一种约束,即将某节点

的依赖自由度定义为其它若干节点独立自由度的函数。例如,将节点1的X方向位

移定义为节点2、节点3和节点4X方向位移的函数。

多点约束常用于表征一些特定的物理现象,比如刚性连接、铰接、滑动等,

多点约束也可用于不相容单元间的载荷传递,是一项重要的有限元建模技术。但

是,建立明确的、能够正确描述各种现象的多点约束方程是非常不容易的。

对应于不同的分析解算器和分析类型,Patran支持的多点约束类型是不同的。

这里以Nastran的结构分析为例,则共有12种类型的多点约束,这里就以Explicit为

例来介绍。

Explicit:用于定义某节点的位移与其它若干节点位移的函

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数关系,该函数是一个多项式。如图所示,在“Explicit”的面

板上,可以明确地看到,其对应的分析解算“MSC.Nastran”,而

分析类型是“Structural”。除过“Cyclic Symmetry”和

“Sliding surface”,其它所有的多点约束类型创建界面都很类

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似,每个面板上都有按钮,单击它,可打开不同的

【define Terms】面板,用于不同多点约束的定义,Explicit对

应的【define Terms 】面板如右图所示。该【define Terms 】

面板用于将一个节点某方向上的位移定义为若干个节点位移的一

次多项式函数。

有“Dependent Terms”、“Independent Terms”项、“Coefficient”

项、“Node List”项、“DOFs”项和四个操作项(“Create Dependent”、

“Create Independent”、“Modify”和“Delete”),自由度项“DOFs”有

六个选项:“UX”、“UY”、“UZ”、“RX”、“RY”和“RZ”,分别表示

节点的六个位移自由度。使用时,一般先选定“Create Dependent”

项,输入一个节点及其某个方向的位移自由度,表示要建立该节

点该方向上位移的函数,所选定的节点和位移方向会显示在

“Dependent Terms”项中;接着,系统会自动选定“Create

Independent”项,即输入一些节点的位移作为函数的变量,在

“Coefficient”项中输入位移变量的系数,在“Node List”项

中输入作为变量的节点,在“DOFs”中选择位移自由度,单击

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,则函数的一个变量定义完成。这时,在“Independent

Terms”项中可以看到。有几个变量,就重复操作几次,直到所有作为变量的节点位移都输入。如果某个节点输入有误,可用“Modify”和“Delete”项修改和删除。当所有的输入都完成之

后,单击图中的,就完成了一个多点约束的建立,屏幕上将以一个紫红色的小圆和若干

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条连接依赖节点和独立节点的线段表示出来。

C yclic Symmetry:在两个不同的区域之间,建立一组柱面对称的多点约束边界条件,

从图3-19中可见,需要选择一个柱坐标系,该坐标系的Z轴将作为对称轴,在“Dependent Region”和“Independent Region”的文本框中,输入依赖节点和独立节点,依赖节点和独立节点必须成对出现,而且,各节点对的角度差应该相等。

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S liding Surface:在两个相一致的区域的节点之间,定义一个滑动曲面。对应节点间的移动自由度(即垂直于该曲面方向)被约束,但其它方向

上保持自由,

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R igid(Fixed):赖节点与某个独立节点相互固定,从而使依赖节点的所有自由度都与独立节点保持一致,包括位移也保持一致,如图3-21所示。这种多点约束在用曲面模拟板状实体时,可以连接不同的平面,从而可以使不同的曲面连接起来。

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