7.3. Задание вынужденных перемещений в узловых точках (spcd, spc)

Существуют 2 способа задания вынужденных перемещений. Первый заключается в задании величины вынужденного перемещения непосредственно в карте SPC. Вторая возможность - задание перемещений по-компонентно с помощью карт Bulk Data SPCD. Фактически величина, задаваемая по SPCD, является не перемещением, а усилием, и используется для задания перемещения совместно с картами SPC. Если используются SPCD, вычисляются внутренние усилия, которые должны быть приложены к модели для получения нужных перемещений. Формат следующий

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
SPCD	SID	G1	C1	D1	G2	C2	D2

где

SID - идентификационный номер статического случая нагружения

Gi - номер узловой или скалярной точки Ci - номер компонента

Di - значение вынужденных перемещений по всем степеням свободы, указанным в Gi и Ci.

Узловые точки, указанные по SPCD, должны быть также указаны в картах SPC или SPC 1.

Метод задания по SPCD более эффективен по сравнению с SPC только в том случае, если применяются несколько случаев нагружения с различными граничными условиями. Если используется SPCD, то значения перемещений, указанных для этих степеней свободы по картам SPC игнорируются.

Так как SPCD является нагружением, а не закреплением, в Case Control оно указывается командой LOAD. Если SPCD является единственным нагружением в модели, то в листинге появится предупреждающее сообщение, если так и было задумано, то сообщение может спокойно игнорироваться.

7.4. Связь перемещений в нескольких узлах

MFC (Multiple-Point Constraint) в MSC/NASTRAN используется для описания накладываемых на систему линейных соотношений между 2 или более степенями свободы, которые можно выразить в форме

= 0

u_j - любая степень свободы узловой точки или S-точки (скалярной)

R_j - определяемый пользователем масштабный коэффициент.

МРС имеют достаточно много практических применений, в частности

• определение относительного перемещения двух узловых точек как некой степени свободы

• определение усредненных перемещений группы узлов как степень свободы

• задание скользящего или шарнирного соединения между участками конструкции

• соединение разнородных типов элементов (например соединение элементов, имеющих вращательные степени свободы с элементами, имеющими только поступательные степени свободы - оболочечные элементы с объемными элементами

• определение результирующей нагрузки на конструкцию либо ее часть

• распределение усилий по нескольким узлам конструкции (это особенно удобно, если усилие первоначально не известно -например усилие для сжатия жидкости)

• • объединение элементов с несовместными сетками - в зонах изменения сетки модели

• замена чрезмерно жестких конструктивных элементов жесткими связями. Эта процедура может использоваться только для улучшения обусловленности матрицы жесткости. МРС для этого могут применяться, но это не рекомендуется. Рекомендуется в этой ситуации использовать R-элементы, как более простые, с меньшей вероятностью сделать ошибку.

• для определения компонент перемещения узловой точки не по направлению осей глобальной (или локальной) системы координат. Например для обеспечения возможности фиксировать перемещение по этому направлению с помощью одной дополнительной карты SPC.

Формат карты следующий

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MPC	SID	G1	C1	A1	G2	C2	A2
		G3	C3	A3	o.ä.

где

SID идентификационный номер

Gi номер узловой или скалярной точки

Ci номер компонента

Ai значение коэффициента

Первая из степеней свободы в карте SPC является зависимой и помещается в m-set. Степени свободы из m-set исключают на начальной фазе процесса решения системы.

При использовании МРС (R-элементов) должны соблюдаться следующие правила:

1. Члены m-set не могут входить ни в один из поднаборов g-set, в частности не могут входит в число степеней, закрепляемых по SPC.

2. Данные степени свободы не могут быть обозначены как m-set больше чем 1 раз. То есть компонент перемещения не может быть указана в МРС первой (зависимой) больше чем 1 раз.

3. Необходимо избегать избыточных закреплений. Избыточность может приводить к тому, что матрица коэффициентов связей в m-set становиться сингулярной, то есть зависимые степени свободы не могут быть определены по независимым. Подобная же ситуация возникает, когда элементы R-òèïà соединены между собой в замкнутое кольцо.

Важной особенностью МРС является то, что они одновременно вводят связи как между компонентами перемещений, так и между соответствующими силами реакций. То есть любое граничное условие в этом смысле является ограничением, накладываемое как на компоненты вектора перемещений, так и на распределение узловых сил, действующих по "стесненным" степеням свободы (результирующих от приложенных сил и внутренних усилий).