patran中mpc(多點約束)應(yīng)用

1、Patran中MPC（多點約束）應(yīng)用——SQLMPC(Multipointconstraints)即多點約束，在有限元計算中應(yīng)用很廣泛，它允許在計算模型不同的自由度之間強加約束。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)計算模型來定。MPC通用類型explicit（顯式）MPC可以在一個從(dependent)自由度和一個或者多個主(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，舉例說明，UX(Node4)=0.5UX(Node5)0.5UY(Node10)1.0A:我也來談?wù)?。MPC主要使用在以下幾個方面：1。描述非常剛硬的結(jié)構(gòu)單元。假定結(jié)構(gòu)模型中包括一個或多個比其他元件硬得多的元件，如汽車模型中的發(fā)動機，這時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，會造成病態(tài)解，原因是，剛度矩陣中對角系數(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，包含三維實體單元和殼體單元。模型看來成功，沒異常。但是求解在矩陣分解時失敗了，因為縮減剛度矩陣是奇異的。原因是模型中包含了一個“機構(gòu)”。無法將殼體單元上的力偶傳

4、遞到實體單元上，因為實體單元沒有轉(zhuǎn)動自由度。為了消除這種奇異性，必須建立一種連接，作用是在實體中建立一個耦合，以承受殼體力偶。3。任意方向的約束。當(dāng)某節(jié)點可以沿著不平行于坐標(biāo)軸的某個邊界運動時，就需要定義一個約束方程，這個方程反映垂直于此邊界的運動的約束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。這些剛性約束單元在用戶必須定義的集合n內(nèi)有六個剛體自由

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；CNi——包括在集合n中的格點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動自由度和所連接的自由度之間保持剛體運動約束，包括：RRODRBARRTRPLTRBE1和RBE2等。而RSPLINE和RBE3稱為約束單元更為恰當(dāng)，因為自由度之間的關(guān)系是基于一些假象而不是基于剛體運動。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是為了將某點的位移（Um，也稱主自由度點）用其它幾點（Un，也稱從自由度點）的位移的線性組合來表示。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中用如下的語法來定義MPC:MPCSIDG1C1A1G2C2A2G3

8、C3A3etc...SID序列號Gj網(wǎng)格點或標(biāo)量點的序號Cj集合序號（1到6的任意整數(shù)來表示網(wǎng)格點，空或0表示標(biāo)量點）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的是在桿的端點有6個自由度；RJOINT剛性鉸，鉸的每個端點有6個自由度；R

9、TRPLT剛性三角形平板，每個頂點具有6個自由度；RBE2用于一個剛性體連接到任意數(shù)目的網(wǎng)格節(jié)點上，其主自由度是某個節(jié)點的6個方向的運動；RBE1同樣是用于將剛性體連接到任意數(shù)目的節(jié)點上，其主自由度和從自由度可由用戶任意選取；RBE3用于定義某個節(jié)點的運動是其他節(jié)點運動的加權(quán)平均；RSPLINE其系數(shù)（即AMi）是由連接到參考節(jié)點上的梁單元的斜率確定的，這種Relement一般用于改變mesh的大??；RSSCON在s