-
ansys
中
nummrg
与
glue
命令及自由度耦合的比较
ZZ
CP, nset,
lab,node1,node2,……node17
定义或改变耦合节点自由度
PREP7: Coupled DOF
nset
：耦合组编号
设置如下：
n
：随机设置数量
< br>HIGH
：使用最高定义的耦合数量（如果
Lab=al
l
，此为默认值）
。该选项用于在已有组中增
< br>加节点。
NEXT
：将定义的
最高耦合数量增加
1
。该项用于在现有组未改变时自动定义耦合
组。
Lab:
耦合节点的自由度。
定义类型随
NSET
所选类型改变：
结构类：
UX, UY, or UZ
(
位移
); ROTX, ROTY
,
or ROTZ
(
角度
)
；
热分析类：
TEMP, TBOT, TE2, TE3,
. . ., TTOP
(
温度
)
；
流体分析类
: PRES
(
压力
); VX, VY
, or
VZ
(
速率
)
；
电子类
: VOLT
(
电压
); EMF
(
电场耦合值
); CURR
(
电流
).
磁分析类
: MAG
(
标量磁位差
); AX, AY, or AZ
(
矢量磁位差
); CURR
(
电流
).
Explicit
analysis labels: UX, UY
, or UZ
(
位移
)
。
node1~node17:
待耦合的节点号。
输入相同的节点号
会被忽略。如果某一节点号为负，则此节点从该耦合组中删去。如果
node1=all
,
则所有选中节点加入该耦合组。
注意：
1
，不同自由度类型将生成不同编号
2
，不可将同一自由度用于多套耦合组
耦合自由度的结果是耦合组中的一个元素与另一个元素有相同的属性。
< br>耦合可以用于模型不
同的结点和联结效果。一般定义耦合可以使用约束公式（
CE
）
。对结构分析而言，耦合节点
由节点方向定义。
耦合的结果是，
这些节点在
指定的结点坐标方向上有相同的位移。
对于一
组没有定义位移的
耦合节点，
可能会产生应力弯矩，
这些弯矩不是由作用力产生的
。
对特定
节点的实际自由度是由元素类型（
ET
）所指定的。例如，
BEAM3
的自由度是
UX
，
UY
和
ROTZ
。对标量场分析，该命令用于耦合节点的
温度、压力、电压等等。
对显式动力分析，耦合只能用位移参
数（
UX
、
UY
和
UZ
）
。由于不允许旋转位移（<
/p>
ROTX
、
ROTY
、
ROTZ
）
，
< br>CP
命令不可用于对刚体模型的显式分析，因为其中包含旋转特性。如果
用了
CP
，可能会导致非物理响应。
一组耦合节点，
如果坐标不重合，
或者没有分布在一条与约束自由度同方向的直线上，
会产
生虚假的弯矩约束。
(
错误的原文：如果有一组没有定义的
耦合节点，或没有定义耦合位移，
会产生假的弯矩约束。
)
如果结构旋转，弯矩可能产生耦合组中由耦合力产生。这个弯矩与
实
际作用力无关，
而只考虑应力和作用力不会得到满意结果。
然而
要注意，
对显式动力分析
来说，假弯矩不会产生。确切来说，只
有应力和作用力可以在模型中产生弯矩。因此，在显
式分析中，
对耦合节点来说大量的节点位移依靠耦合中心的位移，
位移的方向则依靠实际的
弯矩。这在某些情况下可能产生非物理反应。
附加的耦合节点由指定耦合产生。
自由度数可以由耦合定义，
但
是不可以定义两次。
Such an
appearance
would indicate that at least two sets were in fact
part of a single larger set
（这句不理
解）
.
耦合组的第一自由度是
“
主要
”
自由度。耦合组的其它自由度
会从求解矩阵中消除，因
为它们与主要自由度的联系。应力对耦合节点
< br>（在耦合自由度数方向）
会被计算，
并应用在
主要自由度上。输出荷载也会同时计算在主要自由度上。由指定约束（
D<
/p>
）指定的自由度数
不会包含耦合组（除非自由度是主自由度）
。
如果耦合节点的主自由度被定义，
只有主自由度会被定义上。
使用耦合节点会在一个自由度
上产生耦合自由度。波面会同步减少；而且整体刚度矩阵（或传导性）计算时间会减少。< p>
对流体分析，用
PERI
的
CP
命令可以应用周期边界条件。企图使用
CP
命令可能导致不希
望的结果。
nummrg
是一个使用率极高的命令，使用起来非常的
方便。它通常用来实现
“
粘接
”
的效果，
即，
合并坐标完全一致的两个图素，
具体做法就是删除编号大的图素，
并用编号小的图素占
据原来的位置。
这样操作以后，
会实现在不同图
素之间形成共用部分，
从而在一定程度上取
代
< br>Vglue
命令。但是，对于复杂模型，在进行图素合并命令之前，对操作结果的
预期不明朗
之时，还是尽量使用
vglue
为好，因为这样能最大限度地保障有限元模型的连续性。
我做的这个分析，要求先做局部模型
+
分网格，然后通过大量的
镜像复制完成整个模型。而
且由于是面
-
面接触问题，有部分节点不能合并，于是采取将部分实体移动出来，然后
nummrg
,all
——
我已经习惯了这样操作，而这次的问题也就出现于
此。程序会将相同类型单
元的材料号进行压缩，结果导致我的部分实体的材料号变化，自
然会影响结果啦。
之所以出现这样的错误，
< br>和我之前总是
“
最后进行分网
”
有关，形成了思维定势。在实体操作
中，
nummrg
是完全没有问题的，
但在先生成有限元模型的前
提下，
就要慎重使用
nummrg,all
了。正确的做法，是先合并节点和单元，最后合并关键点。负责容易出现孤立节点，造成模
< br>型错误。
Nummrg,elem
Nummrg,node
Nummrg,kp
分开完成这三个步骤即可，这样就不会出现
“
误合并
材料
”
的问题了。
本文来源于清溪长河
,
原文地址：
/nummrg/
1<
/p>
、
nummrg
命令是对实体进行合并。
就是说，当相同的几何位置有多于
1
个元素时，可以
用
nummrg
对其进行合并。而
glue
是粘的意思，是说为满足弹性力学基本假设中的连续性
假设，在相同的几何位置享用
(
或拥有
)
公共元素。
2
、
nummrg
命令常常和
numcmp
命令一起使用，后者的意思是压缩定义项的编号。当使用
了
nummrg
命令后，有的项编号可能就不连续或
者说不是最优的了，我的习惯是
nummrg
和
numcmp
命令一起使用。
3
、相关讨论的帖子很多，可以搜索一下。给你贴一个。
标题：请教！
glue
命令
nummrg
命令
/forum/?tid=93629&h=1#419528
4
、有很多人经常把
add
和
glue
混淆，可以看看下面这个帖子。
标题：请问：关于
ansys
中
add
和
glue
！
/forum/?tid=51605&h=1#230927
5
、需要补充说明的是，所谓相同位置是相对的，与
Ans
ys
系统的公差有关。举例来说，当
两个关键点的几何位置并不
绝对相同，但是相差很少，其值在
ansys
的公差范围内，那
么
nummrg
命令会将其合并为一个关键点。使用的时候，可
以稍微注意一下。龚曙光先生在书
中的说法是
:
：
执行该命令后，面和体的大小可能会有稍微的变化<
/p>
。
《
Ansys
操作命令与参
数化编程》
P199
。
/forum/?tid=110386
nummrg
只是节点压缩合并，并不是耦合，选择某些自由度相同是用的
CP
命令，耦合自由
度
mummrg
只是划分单元后，相同位置（容差以内）的节点单元合并，其实也是一种
耦合
用
Vglue
< br>命令目的是将两个实体粘连在一起，
例如多层复合材料，
不同的材料有不同的特性，
在计算过程中可以将相连接的两个面，一个面的计算结果作为
另一个面的计算输入。
而
nummr
g
是进行编号的合并，从而减少网格划分之后的编号数量，可以减少计算量，和
Vglue
命令等关系不大。
Gluing Operations vs. Merging
Operations
Adjacent,
touching
regions
can
be
joined
by
gluing
them
(AGLUE,
LGLUE,
VGLUE)
or
by
merging coincident keypoints
(NUMMRG
,KP, which also causes merging
of identical lines, areas,
and
volumes). In many situations, either approach will
work just fine. Some factors, however, may
lead to a preference for one method
over the other.
Geometric
Configuration
Gluing
is
possible
regardless
of
the
initial
alignment
or
offset
of
the
input
entities.
Keypoint
merging
is
possible
only
if
each
keypoint
on
one
side of
the
face
to
be
joined
is matched
by
a
coincident
keypoint
on
the
other
side.
This
is
commonly
the
case
after
a
symmetry
reflection
(ARSYM
or
VSYMM)
or
a
copy
(AGEN
or
VGEN),
especially
for
a
model
built
entirely
in
ANSYS
rather than imported from a CAD system. When the
geometry is extremely precise, and
the
configuration
is
correct
for
keypoint
merging,
NUMMRG
is
more
efficient
and
robust
than
AGLUE
or VGLUE.
如果划了网格，一般要先
nummrg,
node,
然后才是
nummrg,kp
否则有可能让重叠的
kp
合完后，有孤立出来的
node
，对后期仿真不利
/?tid=743178
Ansys
中的节点自由度耦合
原因：
为简化模型，
在有些模型中采用梁、
壳和实体混合的单元类型，
由于
梁和壳单元节点表示的
是一个截面，
因此除平动自由度外，
一般具有转动自由度；
而实体单元节点表示的是一个点，
因此只有平动自由度。
因此在这些模型中，
往往需
要考虑对单元耦合位置的节点自由度进行
约束和处理。此外，
在
一些特殊的场合，
会用到局部刚化或其他一些处理形式，同样需要对
节点自由度进行处理。
方法：
1
、共节点形式
直接应用不同单元共节点的方式处理，主要用于
梁、壳单元的自由度耦合，需要保证所
有相接位置均共点，否则会出现分离现象。
2
、嵌入形式（来源于
From
ANSYS Knowledge Base
）
将壳或梁单元嵌入到实体模型中一部分，如下图
和例
1
所示。该方法在连接区域应力会
有较大误差，有人分析过当嵌入两层时结果误差约为
1%
。
3
、
约束方程形式
当只有梁的一个节点在
实体上时，
可比较方便的采用这种形式，
利用如下图所示方法获
得对
梁单元节点转动自由度进行约束（对于三维形式，推导时要）
。
4
、
局部刚化形式
这种方式在
ansys
内部处理同样采用的是约束方程形式，
但不需要用户自己去分析约束方程
的具体形式，
也不用担心转动
约束未处理完全等问题，
是常用的一种方法。
具体处理过程为<
/p>
将实体与梁或壳上的连接单元一一对应，
以梁或壳单元上的节点为
主节点，
以实体上的单元
为从节点建立局部刚化。
一般来讲，
每个梁或壳上节点对应一个局部刚化，
而
非建立一个整
体的局部刚化，参见示例
2
。
5
、
M
PC
方法
(SHSD
命令
)
这种方法一般可理解为绑定接触
形式。尽管采用了接触模块，采用
MPC
方法在小变形
时不需要平衡迭代，
在大变形中在每个平衡迭代中不断进行更新，
又克服了传统约束方程只
适用于小应变的限制。该方法是处理节点自由
度耦合较为理想的形式，但在
ansys
中需要处
理大量的与接触相关的问题，
使建模相对较为复杂；
而
WorkBench_DS
中对这个命令进行了
打包应用，处理起来已经非常便捷。关于
MPC
方法
可参见例
3
。
比较：
这些方法在建模效率、计算方法上各有特色，需要依据所分析模型特点选择和应用。
< br>
示例：
1
、嵌入形式示例
/PREP7
MP,EX,1,30E6
MP,NUXY,1,0.3
ET,1,SOLID185
BLC4,0,0,10,10,-10
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