搜索COMBIN40單元用法詳解
2016-11-16 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
COMBIN40單元描述
COMBIN40是相互平行的彈簧滑動器和阻尼器的聯(lián)合,并且串聯(lián)著一個間隙控制器。質量可以用一個或者兩個節(jié)點來連接。每一個節(jié)點有一個自由度,其自由度可以是一個節(jié)點的橫向位移,轉角,壓力或者溫度。質量、彈簧、阻尼器和/或者間隙可以從單元中除去。單元可以運用于任何分析。見 COMBIN40在 ANSYS, Inc. Theory Reference有更多的關于單元的詳細的信息。其它帶有阻尼器,滑行器或者間隙功能的單元有 COMBIN7, LINK10, CONTAC12,
COMBIN14, MATRIX27, COMBIN37, COMBIN39, and CONTAC52。
圖40.1 COMBIN40幾何模型
COMBIN40輸入數(shù)據(jù)
此聯(lián)合單元如圖40.1 COMBIN40幾何模型所示。單元通過兩個節(jié)點、兩個彈簧常數(shù)k1和k2(力/長度)、一個阻尼系數(shù)C(力×時間/長度)、一個質量M(力×時間平方/長度)、一個間隙大小GAP(長度)和一個界限滑移力FSLIDE(力)。(這里列出的單位僅用于KEYPOT(3)=0,1,2, 或者3)
假如單元用于軸對稱分析,這些值(除了GAP)應該以圓滿360度為基礎。一個常數(shù)為零的彈簧(K1或者K2為零,當不可二者度為零)或者阻尼系數(shù)為零,將使單元失去相應的功能。假如有質量,質量可位于節(jié)點I或者節(jié)點J或者等效的分布于兩節(jié)點之間。
間隙的大小通過第四個單元實常數(shù)來定義。假如間隙值為正,那么存在間隙。假如間隙值為負,有這個數(shù)值大小的初始的沖突存在。假如間隙定于零,單元沒有間隙的功能。FSLIDE的值代表著彈簧在滑動前彈簧力必須超過的力的絕對值。假如FSLIDE為零,單元沒有滑動功能,也就是假定剛性連接。
“分離”特性允許一旦彈簧力達到界限力的絕對值時,單元彈簧剛度(K1)下降為零。這個限制以負的界限力的絕對值輸入,并且可以用于受拉破壞和受壓破壞。“鎖住”特性可以用KEYPOINT(1)選擇。一旦間隙閉合,這個特性會去掉間隙打開的能力。
這個組合單元的力-撓度關系如圖Figure 40.2: "COMBIN40 Behavior"所示(沒有阻尼)。假如初始間隙為零,單元作為一個有抗拉及抗壓能力的彈簧-阻尼器-滑動器來工作。假如間隙初始值不等于零,單元響應如下:當彈簧力(F1+F2)是負的(壓力),間隙保持閉合,單元作為一個彈簧-阻尼平行組合來工作。當彈簧力(F1)增加且超過FSLDE值時,單元滑動并且彈簧力F1保持恒定值。假如FSLIDE以一個負的符號輸入,那么單元剛度下降為零并且單元移動,沒有阻尼力F1的作用。假如彈簧力變?yōu)檎?拉伸),間隙打開,沒有力傳遞。在熱分析中,溫度或者壓力自由度的工作方式與位移相似。
單元僅有KEYPOINT(3)選擇的自由度,KEYOPT(3)=7或者8的選項允許單元用于熱分析(帶有熱等代實常量)。
"COMBIN40 Input Summary".給出了單元輸入概要。Element Input.給出了單元輸入概述。
COMBIN40 Input Summary
節(jié)點:I, J
自由度:UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ, PRES, or TEMP (depending on KEYOPT(3) below)
實常數(shù):實常數(shù)的單位取決于KEYOPT(3)的設置
K1-彈簧常量
C-阻尼系數(shù)
M-質量
GAP-間隙大小
FSLIDE-界限滑移力
K2-彈簧實常數(shù)(等同滑動)
注意:假如GAP等于零,接觸面不能打開。假如GAP是負值,有初始沖突
假如FSLIDE 等于零,失去滑動能力。假如FSLIDE 是負值,運用單元“分離”特性。
材料性質:阻尼
表面荷載:沒有
體荷載:沒有
特殊性質:非線性(除非GAP和FSLDE等于零)
自適應下降
KEYOPT(1):
間隙性能:0-標準間隙能力
1-在初始接觸厚(鎖住)間隙保持閉合
KEYOPT(3):
單元自由度:0,1-UX(節(jié)點沿X軸的位移)
2-UY(節(jié)點沿Y軸的位移)
3-UZ(節(jié)點沿Z軸的位移)
4-ROTX(節(jié)點繞X軸的轉角)
5-ROTY(節(jié)點繞Y軸的轉角)
6-ROTZ(節(jié)點繞Z軸的轉角)
7-PRES
8-TEMP
KEYOPT(4):
單元輸出:0-產(chǎn)生單元所有狀態(tài)的輸出
1-假如GAP打(STAT=3)抑制單元輸出
KEYOPT(6):
質量位置:0-質量在節(jié)點I
1-質量等量的分布于節(jié)點I,J之間
2-質量在節(jié)點J
COMBIN40 Output Data
單元的解答輸出有一下兩種形式:
1. 自由度結果包括在節(jié)點綜合解答中
2. 附加單元輸出如Figure 40.2: "COMBIN40 Behavior"所示
幾個項目的演示如Figure 40.2: "COMBIN40 Behavior".所示。
位移方向與KEYOPT(3)選擇的節(jié)點坐標系方向相符。STR值是彈簧在這個子步結束時的位移,STR = U(J)-U(I)+GAP-SLIDE。這個值用來確定彈簧力。對于軸對稱分析,單元力以圓滿的360度為基礎來表達。值SLIDE是相對于起始位置在此子步末的累計滑移數(shù)值。
STAT描述了在此子步末用于下一子步的單元狀態(tài)。假如STAT=1,間隙是關閉的,沒有滑移產(chǎn)生。假如STAT=3,間隙是打開的。假如在一個子步末STAT=3,那么一個零剛度單元被運用。STAT=+2的值表示節(jié)點J移到節(jié)點I的右邊;STAT=-2表示一個負滑動。求解結果的總體描述在Solution Output中給出。見ANSYS Basic Analysis Guide有察看結構的方法。
單元結果輸出定義表格用如下符號:
在名稱列中的冒號(:)表示項目可以通過構件名稱進行方法進行訪問[ETABLE, ESOL]。O列表示在Jobname.OUT中的可用性。R列表示在結構文件中項目的可用性。
在O列或者R列中,Y表示項目總是可以獲得的,表格腳注的數(shù)字表示項目是有條件的獲得,-表示項目不可獲得。
Table 40.1 COMBIN40 Element Output Definitions
|
Name |
Definition |
O |
R |
|
EL |
Element Number |
Y |
Y |
|
NODES |
Nodes - I, J |
Y |
Y |
|
XC, YC, ZC |
Location where results are reported |
Y |
2 |
|
SLIDE |
Amount of sliding |
Y |
Y |
|
F1 |
Force in spring 1 |
Y |
Y |
|
STR1 |
Relative displacement of spring 1 |
Y |
Y |
|
STAT |
Element status |
1 |
1 |
|
OLDST |
STAT value of the previous time step |
1 |
1 |
|
UI |
Displacement of node I |
Y |
Y |
|
UJ |
Displacement of node J |
Y |
Y |
|
F2 |
Force in spring 2 |
Y |
Y |
|
STR2 |
Relative displacement of spring 2 |
Y |
Y |
1. 假如STAT的值是:
1-間隙閉合(沒有滑動)
2-滑動的右方(節(jié)點J滑向I節(jié)點的右邊)
-2-滑動的左方(節(jié)點J滑向I節(jié)點的左方)
3-間隙打開
2. 僅僅在質心可以用*GET獲得的項目
Table 40.2: "COMBIN40 Item and Sequence Numbers"列出了可通過ETABLE命令用順序號方法提取結果。在ANSYS Basic Analysis Guide和The Item and Sequence Number Table指南中有更多關于The General Postprocessor (POST1)的信息。下面的符號用于Table 40.2: "COMBIN40 Item and Sequence Numbers"中:
名稱:輸出數(shù)量在Table 40.1: "COMBIN40 Element Output Definitions"
中定義。
項目:為ETABLE命令預定義項目標簽
E:對于單值或者常值單元數(shù)據(jù)的順序號
Table 40.2 COMBIN40 Item and Sequence Numbers
|
Output Quantity Name |
ETABLE and ESOL Command Input |
|
|
Item |
E |
|
|
F1 |
SMISC |
1 |
|
F2 |
SMISC |
2 |
|
STAT |
NMISC |
1 |
|
OLDST |
NMISC |
2 |
|
STR1 |
NMISC |
3 |
|
STR2 |
NMISC |
4 |
|
UI |
NMISC |
5 |
|
UJ |
NMISC |
6 |
|
SLIDE |
NMISC |
7 |
COMBIN40假定與限制
1. 單元在單元坐標系中明確規(guī)定一個節(jié)點僅有一個自由度(見Elements that Operate in the Nodal Coordinate System)。
2. 單元假定僅在一維內(nèi)工作。
3. 節(jié)點I和J可以位于空間的任何地方(也適用與重合)
4. 單元定義節(jié)點J相對于節(jié)點I發(fā)生正位移時間隙打開。假如給定一些條件,節(jié)點I和J相互交換,間隙單元作為一個吊鉤單元,亦即當節(jié)點分離的時候間隙閉合。
5. 單元實常數(shù)不能從它們的初始值被修改。
6. 單元不能用EKILL命令使之無效。
7. 單元的非線性選項僅僅用于靜態(tài)和瞬態(tài)動力分析中(TRNOPT,FULL)。
8. 假如用于其它的分析類型,單元在分析過程中保持初始狀態(tài)。
9. 假如GAP或FSLIDE為零值,他們各自從單元中除去間隙或者滑動能力
10.假如有質量,質量時一維的。
11.假如間隙功能被利用,那么一個剛度被定義(K1或者K2)。
12.當剛度增加時,收斂速率會減小。假如FSLIDE不等于零,單元時非保守和非線性的。非保守單元要求荷載按實際的荷載歷程逐漸的施加,并且用合適的順序施加(假如多荷載步存在)。
13.僅僅可得到集中質量矩陣。
COMBIN40產(chǎn)品限制
當用下面列出的產(chǎn)品時,除前面部分給出的概括的假定和約束以外,對單元還有有一些具體的產(chǎn)品約束。
ANSYS Professional
結構分析:1.沒有阻尼功能,CV1和CV2時不允許的。
2. 僅僅應力剛化和大變形時允許的。
3. KEYOPT(3)=7或者8是不允許的
4. 阻尼材料特性是不允許的。
5. FSLIDE和K2是不允許的。
ANSYS Structural
KEYOPT(3)=8(溫度DOF)是不允許的。
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