patran中mpc(多點(diǎn)約束)應(yīng)用

1、Patran中MPC（多點(diǎn)約束）應(yīng)用——SQLMPC(Multipointconstraints)即多點(diǎn)約束，在有限元計(jì)算中應(yīng)用很廣泛，它允許在計(jì)算模型不同的自由度之間強(qiáng)加約束。在不同的求解器模版下可以在patran中定義不同的MPC，比較常用的有rbe2rbe3explicitrbarrrod等，具體的使用根據(jù)計(jì)算模型來(lái)定。MPC通用類型explicit（顯式）MPC可以在一個(gè)從(dependent)自由度和一個(gè)或者多個(gè)主(ind

2、ependent)自由度之間創(chuàng)立，具體方程如下所示：U0=C1U1C2U2C3U3...CnUnC0式中U0為從自由度，Ui為主自由度，C0為常數(shù)項(xiàng)，舉例說(shuō)明，UX(Node4)=0.5UX(Node5)0.5UY(Node10)1.0A:我也來(lái)談?wù)劇PC主要使用在以下幾個(gè)方面：1。描述非常剛硬的結(jié)構(gòu)單元。假定結(jié)構(gòu)模型中包括一個(gè)或多個(gè)比其他元件硬得多的元件，如汽車模型中的發(fā)動(dòng)機(jī)，這時(shí)候剛硬元件可以傳遞載荷，但它

3、的變形要小的多，和柔軟元件比，它是“剛性”的。如果用大剛度的彈性單元模擬剛硬單元，會(huì)造成病態(tài)解，原因是，剛度矩陣中對(duì)角系數(shù)差別太大，引起矩陣病態(tài)。研究指出，應(yīng)該用適當(dāng)?shù)募s束方程來(lái)代替剛硬的彈性單元，以創(chuàng)建更為合理的有限元模型。2.在不同類型的單元間傳遞載荷。如果有限元模型中，包含三維實(shí)體單元和殼體單元。模型看來(lái)成功，沒(méi)異常。但是求解在矩陣分解時(shí)失敗了，因?yàn)榭s減剛度矩陣是奇異的。原因是模型中包含了一個(gè)“機(jī)構(gòu)”。無(wú)法將殼體單元上的力偶傳

4、遞到實(shí)體單元上，因?yàn)閷?shí)體單元沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。為了消除這種奇異性，必須建立一種連接，作用是在實(shí)體中建立一個(gè)耦合，以承受殼體力偶。3。任意方向的約束。當(dāng)某節(jié)點(diǎn)可以沿著不平行于坐標(biāo)軸的某個(gè)邊界運(yùn)動(dòng)時(shí)，就需要定義一個(gè)約束方程，這個(gè)方程反映垂直于此邊界的運(yùn)動(dòng)的約束4。剛性連桿A:RBE1和RBE2約束單元都是PABR和RTRPLT單元的推廣，后者允許連接任意數(shù)量的幾何格點(diǎn)。這些剛性約束單元在用戶必須定義的集合n內(nèi)有六個(gè)剛體自由

5、度。RBE1和RBE2剛性單元的形式顯示于卡片圖形9.13中。12345678910RBE1EIDGN1CN1GN2CN2GN3CN311CN4GN5CN5GN6CN622‘UM’GM1CM1GM2CM2GM3CM333GM4CM4etc.4一般剛性單元的另一種形式12345678910RBE2EIDGNCMGM1CM2GM3CM4GM511GM6GM7etc.其中GNi——定義有屬于集合n的

6、自由度的格點(diǎn)；CNi——包括在集合n中的格點(diǎn)GNi處的自由度代碼；2、“Spider”或者“wagonwheel”的連接3、大質(zhì)量或者basedrive連接剛性單元假定剛體運(yùn)動(dòng)自由度和所連接的自由度之間保持剛體運(yùn)動(dòng)約束，包括：RRODRBARRTRPLTRBE1和RBE2等。而RSPLINE和RBE3稱為約束單元更為恰當(dāng)，因?yàn)樽杂啥戎g的關(guān)系是基于一些假象而不是基于剛體運(yùn)動(dòng)。RSPLINE假設(shè)三次樣條插值

7、，RBE3假設(shè)指定自由度間的加權(quán)平均。A:MPC是為了將某點(diǎn)的位移（Um，也稱主自由度點(diǎn)）用其它幾點(diǎn)（Un，也稱從自由度點(diǎn)）的位移的線性組合來(lái)表示。其一般表示形式為：AMi.UMiΣANj.UNj=0其中，AMi從自由度的比例因子ANj主自由度的比例因子UMi從自由度的位移UNj主自由度的位移在nastran的BULKDATA中用如下的語(yǔ)法來(lái)定義MPC:MPCSIDG1C1A1G2C2A2G3

8、C3A3etc...SID序列號(hào)Gj網(wǎng)格點(diǎn)或標(biāo)量點(diǎn)的序號(hào)Cj集合序號(hào)（1到6的任意整數(shù)來(lái)表示網(wǎng)格點(diǎn)，空或0表示標(biāo)量點(diǎn)）Aj系數(shù)（A1不能為0）MPC提供了一種剛性建模和建立剛性約束的方法，在Nastran中共有9種剛性單元（Relement），分別如下：RROD1個(gè)自由度，在延伸方向是剛性的；RBAR剛性桿，不同于RROD的是在桿的端點(diǎn)有6個(gè)自由度；RJOINT剛性鉸，鉸的每個(gè)端點(diǎn)有6個(gè)自由度；R

9、TRPLT剛性三角形平板，每個(gè)頂點(diǎn)具有6個(gè)自由度；RBE2用于一個(gè)剛性體連接到任意數(shù)目的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上，其主自由度是某個(gè)節(jié)點(diǎn)的6個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)；RBE1同樣是用于將剛性體連接到任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)上，其主自由度和從自由度可由用戶任意選??；RBE3用于定義某個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是其他節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加權(quán)平均；RSPLINE其系數(shù)（即AMi）是由連接到參考節(jié)點(diǎn)上的梁?jiǎn)卧男甭蚀_定的，這種Relement一般用于改變mesh的大??；RSSCON在s