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1、多点约束多点约束 (MPC)第七章第七章Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining Manual多点约束算法（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）提供了一个极为有效的接触模拟算法，能够处理很多在处理很多在ANSYS7.1之前都难以模拟的问题之前都难以模拟的问题该章节我们将详细讨论该章节我们将详细讨论MPC算法及其使用算法及其使用多点约束多点约束 (MPC)章节综述章节综述Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersT
2、raining Manual该章包括以下几个主题该章包括以下几个主题:A.背景背景绑定，无分离接触绑定，无分离接触基于表面的约束基于表面的约束传统绑定接触的局限性传统绑定接触的局限性CERIG, RBE3的不足的不足MPC算法的优势算法的优势B.实体对实体的多点绑定接触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壳体对实体的多点绑定接触E.梁对壳体梁对壳体/实体的多点绑定接触实体的多点绑定接触F.基于表面的多点约束基于表面的多点约束G.注释注释多点约束多点约束(MPC)章节综述章节综述Advanced Contact & Fasten
3、ersAdvanced Contact & FastenersTraining Manual在第三章中我们提起过，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算法使用内部生成的约束方程在接触面上保证协调面上保证协调:接触节点的自由度被消除接触节点的自由度被消除.不需要法向刚度和切向刚度不需要法向刚度和切向刚度.对于小变形问题对于小变形问题, 求解平衡方程时不需迭代求解平衡方程时不需迭代. 表现出线性接触行为表现出线性接触行为.对于大变形问题对于大变形问题, 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. 该方法仅对该方法仅对绑定接触绑定
4、接触和和无分离接触无分离接触适用适用.对称接触对中不可用对称接触对中不可用ANSYS会自动转换成不对称接触会自动转换成不对称接触MPC 法在法在点点接触点点接触中中不适用不适用多点约束多点约束(MPC)A. 背景背景Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining ManualMPC法可以绑定不同的单元类型，即使交界面的网格不兼容法可以绑定不同的单元类型，即使交界面的网格不兼容:实体对实体实体对实体壳体对壳体壳体对壳体壳体对实体壳体对实体梁对实体梁对实体/壳体壳体 多点约束多点约束(MPC).背景背景Advance
5、d Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining ManualMPC法可用作表面约束法可用作表面约束刚体约束表面刚体约束表面 (CERIG类型类型 MPC)力分布表面力分布表面 (RBE3类型类型 MPC)Torque多点约束多点约束(MPC).背景背景CERIGRBE3Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining Manual绑定约束和无分离约束的局限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结果取决于指定的接触刚度.即使是小变形问题
6、中也需要进行多次迭代以调整穿透量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只能施加平动自由度约束.CERIG 和和 RBE3的局限：的局限：仅适合于小应变仅适合于小应变. RBE3 只支持力约束只支持力约束.RBE3 需要手动定义权值需要手动定义权值.（ MPC 表面约束自动计算权值）表面约束自动计算权值）多点约束多点约束(MPC).背景背景Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining ManualMPC算法的优
7、势算法的优势:求解效率比传统的绑定接触要高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绑定或无分离算法，计算时间要比其它算法快快. 多点约束多点约束(MPC).背景背景接触算法接触算法迭代次数迭代次数CPU 时间时间 (秒秒)增强增强Lagrange法法42710MPC法法1880Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining ManualMPC算法的优势：算法的优势：容易使用容易使用: 接触向导和手动定义中都可设置接触向导和手动定义中都可
8、设置MPC算法算法.不需要输入接触刚度不需要输入接触刚度.求解中自动生成约束求解中自动生成约束考虑了形状效应，不需手动输入权值考虑了形状效应，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对于基于表面的约束，支持力约束和位移约束. 多点约束多点约束(MPC).背景背景Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining ManualMPC算法的优势：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:支持网格的不兼容支持网格的不兼容梁、壳、实体单元上的
9、节点不需要对准梁、壳、实体单元上的节点不需要对准多点约束多点约束(MPC).背景背景Advanced Contact & FastenersAdvanced Contact & FastenersTraining Manual使用实体对实体的多点绑定或无分离接触非常简单使用实体对实体的多点绑定或无分离接触非常简单. 使用使用CONTA169-174创建面面接触对创建面面接触对接触行为设为绑定接触行为设为绑定 (KEYOPT(12) = 4, 5, 或或 6) 接触探测设为节点接触探测设为节点 (KEYOPT(4) = 1 或或 2)接触算法设为接触算法设为 MPC (KEYOPT(2) = 2)内部多点约束会在求解中自动生成内部多点约束会在求解中自动生成扭矩Solve多点约束多点约束(MPC)B.实体对实体的多点绑定接触实体对实体的多点绑定接触
