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理论分析中存在多种学科,如多体动力学、固体力学、流体力学、电磁学等,这些学科并不是孤立的,现实中的物理现象往往是多个学科的交叉,多个物理场的耦合。以多体动力学为例,多体动力学假定结构都是刚体,而实际情况并非如此--结构在运动过程中是会发生变形的,这就需要进行刚柔耦合分析。在热力学分析中,温度变化会导致结构的变形,这就需要进行热力耦合分析,在流体力学中,由于压力的变化导致流体边界结构的变形,结构变形反过来影响流体的流动,这就需要进行流固耦合分析。本章介绍OptiStruct的热力耦合分析,结合 AcuSolve 进行流固耦合分析结合 MotionSolve 进行刚柔耦合分析。
多体分析中的柔性体生成技术
多体动力学分析是对刚体在力或强制运动作用下的仿真,但是实际过程中结构会发生变形为了考虑结构变形对整个系统的影响,可在多体动力学分析中引人柔性体。通过引人柔性体。可对系统地进行更准确的载荷提取,得到柔性体的变形及应力,甚至可以基于该应力历史进行疲劳分析。
刚柔耦合分析基本方法
一般的静力学、动力学分析模型即为柔性体,相对于多体动力学模型而言,柔性体具有更多的自由度,可以说柔性体模型和多体动力学模型的自由度不在同一个量级,柔性体的自由度数要远远多于多体动力学的自由度。为了加速计算,需要进行自由度凝聚,其基本思想是通过模态坐标代替节点坐标,生成超单元。节点坐标通过模态坐标表示为
u = φQ
式中u为节点位移向量φ为模态矩阵通过OptiStruct采用模态综合法生成Q为模态坐标或
称为模态参与因子需要通过多体动力学求解OptiStruct中通常采用Craig lBampton方法及CraigChang方法为多体动力学生成模态矩阵更多关于模态综合法的理论参见9.2节。
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》,版权归原作者所有,如有侵犯您的权益,请及时联系我们,我们将立即删除。
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