约束


约束是放置在模型中的限制,用于限制有限元分析期间的运动。约束还指定施加载荷的条件。

QY CAD 仿真结构分析支持基于几何体的约束。这意味着您可以通过选择模型几何体来间接定义约束。开始分析时,约束应用到与选定几何体关联的节点或单元。

基于几何体的约束极大地简化了输入,特别是在复杂的实体模型中。

注释:

为下面所述每种类型的约束提供了简单的教程练习的链接。

约束类型

选择的约束类型取决于模型和要分析的内容。可以将多个约束应用到正在研究的模型。

可以定义以下类型的约束:

注释:

热研究使用热载荷组中的命令作为热约束。热约束将常量温度应用于几何体或节点。温度对流热通量生热载荷可以用作热约束,以在整个模型中传热和散热。有关示例,请参见热载荷帮助主题中的热约束章节。

可以使用约束命令条上的选择类型列表选择要施加约束的几何元素类型。

大多数约束都应用预定义的自由度。但是,通过两种约束类型(圆柱约束和用户定义的约束),可以选择要允许或限制的自由度。

固定约束

当您要为实体(具有四面体网格)移除全部三个平动自由度或为薄体零件(具有曲面网格)移除全部六个自由度时,可以定义固定约束。

根据网格类型,可将固定约束应用到面、面集、特征、边、点、节点或曲线。

示例:

将固定约束应用于在分析期间要限制其移动的零件面。这些面通常是用紧固件或螺栓连接到物理装配中其他部件上的面,例如面 (A) 和 (B)。施加了载荷的面不能用作约束面。

注释:

节点和曲线仅可用于框架分析中的梁网格类型。

请参考约束符号示例表中的固定约束符号示例。

练习:施加固定约束

销钉约束

销钉命令施加的约束是移除了三个平移自由度而留下三个旋转自由度的约束。

可以为实体和薄片体零件定义销钉约束。对于薄体零件,将保留全部三个旋转自由度。

根据网格类型,可将销钉约束应用到面、面集、特征、边、点、节点或曲线。

注释:

节点和曲线仅可用于框架分析中的梁网格类型。

示例:

要允许曲面旋转,可对曲面的线性边应用销钉约束,但不对曲面本身中的点应用该约束。

请参考约束符号示例表中的销钉约束符号示例。

练习:施加销钉约束和无旋转约束

无旋转约束

可以将无旋转约束仅施加于薄片零件。此操作将移除三个旋转自由度,保留所有平动自由度。

可以将无旋转约束应用到面、特征、边、点、节点或曲线。

注释:

节点和曲线仅可用于框架分析中的梁网格类型。

请参考约束符号示例表中的无旋转约束符号示例。

练习:施加销钉约束和无旋转约束

沿曲面滑动约束

沿曲面滑动将约束应用于平的面,以复制沿曲面滑动条件。当零件为对称零件并包含对称支持和加载条件时,也可使用此约束。

注释:

此约束类型不可用于梁网格。

  • 如果为实体选择“沿曲面滑动”约束,则垂直于面的平动方向将受到约束。

  • 如果为薄片零件选择“沿曲面滑动”约束,则垂直于面的平动方向将受到约束,超出该面的旋转同样受到约束。可以清除约束命令条上的包含旋转自由度选项,以允许在该面之外旋转。

请参考约束符号示例表中的沿曲面滑动约束符号示例。

当零件对称时,通常可以通过分析半个模型来简化分析过程。此技术非常有效,因为它减少了要分析的几何体大小,从而缩短了求解时间,并可获得更准确的结果。

然而,要正确定义该研究,必须应用正确的边界条件以说明省略的另外半个模型。应用的边界条件必须强制这半个模型的对称平面上的位移与整个模型上发生的位移相同。

可以将“沿曲面滑动”约束应用到单个工作流程中的多个平的面。

练习:施加沿曲面滑动约束

圆柱约束

圆柱命令定义圆柱面相对于圆柱坐标系受约束的方式。可以使用约束命令条控制以下移动类型:

  • 径向增长

  • 绕圆柱轴的旋转

  • 轴向滑动(平移)

注释:

此约束类型不可用于梁网格。

请参考约束符号示例表中的圆柱约束符号示例。

此类约束只能应用到实体和薄片模型上的圆柱面,但可应用到单个工作流程中的多个圆柱体。在这种情况下,每个面均可拥有不同的轴。每个面的径向、圆周和轴方向均基于其自己的轴。

用户定义的约束

用户定义约束通过在文档中使用任何直角坐标系以提供自由度的灵活定义。

根据网格类型,可以将用户定义约束应用到面、面集、特征、边、点、节点或曲线。

注释:

节点和曲线仅可用于框架分析中的梁网格类型。

选择用户定义约束时,可以使用交互三重轴进行如下操作:

  • 限制具有四面体网格的实体零件在三个平动自由度 (DOF) 的任何组合中的移动。

  • 在任何六自由度 (DOF) 组合中 - 三平动和三转动 - 限制平面网格薄片零件的移动。

注释:

要了解如何使用交互三元组添加和移除 DOF,请参阅“约束符号”帮助主题中的用户定义约束示例。

了解自由度标签的解释,请参阅约束标签帮助主题。

练习:应用用户定义的约束