ANSYS多点约束算法(MPC)实现接触模拟

多点约束(MPC)第七章AdvancedContact&FastenersTrainingManual•多点约束算法（MPC）提供了一个极为有效的接触模拟算法，能够处理很多在ANSYS7.1之前都难以模拟的问题•该章节我们将详细讨论MPC算法及其使用多点约束(MPC)章节综述AdvancedContact&FastenersTrainingManual•该章包括以下几个主题:A.背景–绑定，无分离接触–基于表面的约束–传统绑定接触的局限性–CERIG,RBE3的不足–MPC算法的优势B.实体对实体的多点绑定接触C.壳体对壳体的多点绑定接触D.壳体对实体的多点绑定接触E.梁对壳体/实体的多点绑定接触F.基于表面的多点约束G.注释多点约束(MPC)章节综述AdvancedContact&FastenersTrainingManual•在第三章中我们提起过，MPC算法使用内部生成的约束方程在接触面上保证协调:•接触节点的自由度被消除.–不需要法向刚度和切向刚度.–对于小变形问题,求解平衡方程时不需迭代.•表现出线性接触行为.–对于大变形问题,MPC约束方程在每一步的迭代过程中都要进行校正.–该方法仅对绑定接触和无分离接触适用.–对称接触对中不可用•ANSYS会自动转换成不对称接触•MPC法在点－点接触中不适用多点约束(MPC)A.背景AdvancedContact&FastenersTrainingManual•MPC法可以绑定不同的单元类型，即使交界面的网格不兼容:–实体对实体–壳体对壳体–壳体对实体–梁对实体/壳体多点约束(MPC)...背景AdvancedContact&FastenersTrainingManual•MPC法可用作表面约束–刚体约束表面(CERIG类型MPC)–力分布表面(RBE3类型MPC)Torque多点约束(MPC)...背景CERIGRBE3AdvancedContact&FastenersTrainingManual•绑定约束和无分离约束的局限:–结果取决于指定的接触刚度.–即使是小变形问题中也需要进行多次迭代以调整穿透量.–模态分析中偶尔会出现失真的自然频率.–只能施加平动自由度约束.•CERIG和RBE3的局限：–仅适合于小应变.–RBE3只支持力约束.–RBE3需要手动定义权值.（MPC表面约束自动计算权值）多点约束(MPC)...背景AdvancedContact&FastenersTrainingManualMPC算法的优势:•求解效率比传统的绑定接触要高:–对于较大的装配模型使用MPC绑定或无分离算法，计算时间要比其它算法快.多点约束(MPC)...背景接触算法迭代次数CPU时间(秒)增强Lagrange法42710MPC法1880AdvancedContact&FastenersTrainingManualMPC算法的优势：•容易使用:–接触向导和手动定义中都可设置MPC算法.–不需要输入接触刚度.–求解中自动生成约束–考虑了形状效应，不需手动输入权值•对于基于表面的约束，支持力约束和位移约束.多点约束(MPC)...背景AdvancedContact&FastenersTrainingManualMPC算法的优势：•很容易就能模拟壳体－实体、梁－实体、梁－壳体的组合效应:–支持网格的不兼容–梁、壳、实体单元上的节点不需要对准多点约束(MPC)...背景AdvancedContact&FastenersTrainingManual•使用实体对实体的多点绑定或无分离接触非常简单.–使用CONTA169-174创建面－面接触对–接触行为设为绑定(KEYOPT(12)=4,5,或6)–接触探测设为节点(KEYOPT(4)=1或2)–接触算法设为MPC(KEYOPT(2)=2)•内部多点约束会在求解中自动生成扭矩Solve多点约束(MPC)B.实体对实体的多点绑定接触