combine137.docx
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combine137
COMBIN37
ControlMPMEST<><><><><><>PPED
COMBIN37单元描述
COMBIN37是一个单向的单元,该单元在分析中具有打开和关闭的性能。
该单元每个节点只有一个自由度,可以是沿节点坐标方向的平移,绕节点坐标轴的旋转,压力或温度。
COMBIN7描述了具有更多性能的控制单元(6自由度和大变形)。
类似的单向单元(无距离大的控制性能)如COMBIN14,COMBIN39,andCOMBIN40.这个单元有很多应用,诸如作为温度功能的控制热流动(自动调温器),作为速度功能的控制阻尼(机械减振器),作为压力功能的控制流阻(减压阀),作为位移功能的控制摩擦(摩擦离合器),等等。
详见ANSYS,Inc. TheoryReference以获得该单元更多的信息。
Figure37.1.COMBIN37Geometry
COMBIN37输入数据
单元的几何图形,节点的位置,单元的坐标系如图Figure37.1:
"COMBIN37Geometry"所示。
该单元有两对节点,分别是活动节点(I,J)和可选的控制节点(K,L)。
活动节点定义了单元的位置。
特定的参数结合控制节点可以确定控制单元是否是结构(开)或不(关),因而,在时间关联或重复分析中可以用来脱离模型区域。
其他的输入值为刚度(STIF),阻尼系数(DAMP),集中节点质量(MASI,MASJ),开/关控制(ONVAL,OFFVAL),单元载荷(AFORCE:
positivepullsthenodestogether(orpullsintotheelement)),初始开/关单元状态(状态:
为-1如果明确为关,为0如果由开始控制参数确定,ifdeterminedfromstartingvalueofcontrolparameter,为1如果明确为开),几个非线形常数(C1,C2,C3,C4),以及一个极限滑动力(FSLIDE)。
FSLIDE值代表弹簧力的绝对值,在滑动发生前该值必须要被超过。
如果FSLIDE为0.0,单元的滑动性能被去除,即是假设一个明显的连接。
对于结构分析,力/长度或力矩/旋转为刚度单位,力*时间/长度或力矩*时间/旋转为阻尼单位,力*时间的2次方/长度或力矩*时间的2次方/旋转为质量单位,力或力矩为单元的载荷。
对有温度自由度的热分析中,刚度代表传导系数,单位是热/时间*度,质量代表热容,单位是热/度,单元载荷代表热流动,单位是热/时间。
在有压力自由度的分析中,刚度代表流系数,单位是长度的2次方/时间。
刚度,阻尼,质量,和单元载荷的定义应基于对称分析全360度定义。
每个活动节点(I,J)都只有一个自由度,以KEYOPT(3)选项选择。
控制节点(K,J)有相同或不同的自由度,KEYOPT
(2)选项可以具体设定。
KEYOPT
(1)选项设置了控制节点的参数,既设置了自由度的值,第一或第二引出值,整体值,又设置了时间,例如:
控制节点无须和其他任何单元相连。
如果没有定义节点L,控制节点参数由节点K定义。
如果时间是控制参数(KEYOPT
(1)),就无须定义控制节点K和L。
当单元是活动的且用于结构分析,单元的行为与其他弹簧/阻尼/质量单元类似(如COMBIN14,MASS21,andCOMBIN40)。
此外,根据功能该单元可以表现出非线形行为:
RVMOD=RVAL+C1|CPAR|C2+C3|CPAR|C4,其中RVMOD是输入的实常数RVAL的修正值(由KEYOPT(6)定义),C1到C4为其他实常数,CPAR值为控制参数(见KEYOPT
(1)).RVMOD也可能通过用户的子程序USERRC定义,且由KEYOPT(9)=1选项设定可用。
注意,FSLIDE修正负值时设定为零。
在各领域分析中,温度压力自由度的行为可以与位移相类比。
如Figure37.2:
"COMBIN37BehaviorasaFunctionofControlParameter"描述,当使用结合ONVAL和OFFVAL时,KEYOPT(4)和KEYOPT(5)选项设置单元的控制行为。
单元的开或关依关于ONVAL和OFFVAL值的控制参数的位置而定。
同时,注意到当KEYOPT(4)=0以及控制参数(CPAR)是在ONVAL/OFFVAL值以内时,单元的状态依CPAR的描述而定,(如,从开到关,且反过来也一样)。
如果ONVAL=OFFVAL=0.0(或空),开/关性能被忽略,但单元还是活动的。
单元输入摘要详见"COMBIN37InputSummary"。
单元输入的饿一般描述详见ElementInput。
COMBIN37输入摘要
节点
I,J,K,L(或I,J,K或I,J)
自由度
UX,UY,UZ,ROTX,ROTY,ROTZ,PRESS,orTEMP(依KEYOPT
(2)andKEYOPT(3)定)
实常数
STIF,DAMP,MASJ,ONVAL,OFFVAL,AFORCE,
MASI,START,C1,C2,C3,C4,
FSLIDE
实常数的描述详见Table37.1:
"COMBIN37RealConstants"
注意
DAMP实常数在有阻尼组件中代表单元的阻尼系数,不能与下列材料特性中的DAMP相混淆。
材料特性
DAMP
面载荷
无
体载荷
无
特性
非线形
倾斜适应性
KEYOPT
(1)
控制参数:
0,1 --
控制(UK-UL)值(或UK如果没定义L)
2 --
控制时间方面的第一引出值
3 --
控制时间方面的第二引出值
4 --
控制时间方面的整体值(假设0初始条件)
5 --
控制时间值(忽略KEYOPT
(2)和节点K、L)
KEYOPT
(2)
控制节点(K和L)的自由度:
N --
使用自由度N如以下KEYOPT(3)所列(默认为KEYOPT(3))
KEYOPT(3)
活动节点(I,J)的自由度:
0,1 --
UX(沿节点X轴方向的位移)
2 --
UY(沿节点Y轴方向的位移)
3 --
UZ(沿节点Z轴方向的位移)
4 --
ROTX(沿节点X轴方向的旋转)
5 --
ROTY(沿节点Y轴方向的旋转)
6 --
ROTZ(沿节点Z轴方向的旋转)
7 --
PRESS(压力)
8 --
TEMP(温度)
KEYOPT(4)
ON-OFF范围行为(详见Figure37.2:
"COMBIN37BehaviorasaFunctionofControlParameter"):
0 --
重叠范围
1 --
单一范围
KEYOPT(5)
ON-OFF位置行为(详见Figure37.2:
"COMBIN37BehaviorasaFunctionofControlParameter"):
0 --
OFF-或-ON(或OFF-ON-OFFifunique)
1 --
ON-或-OFF(或ON-OFF-ONifunique)
KEYOPT(6)
实常数用于RVMOD功能(如果C1或C3不为零是被使用;详见"COMBIN37InputData"):
0,1 --
刚度STIF使用非线形功能
2 --
使用DAMP
3 --
使用MASJ
4 --
使用ONVAL
5 --
使用OFFVAL
6 --
使用AFORCE
7 --
使用MASI
8 --
使用FSLIDE
KEYOPT(9)
定义非线形行为的方法:
0 --
使用RVMOD表示对实常数的修正
1 --
使用USERRC表示对实常数的修正
注意
详见ANSYSGuidetoUserProgrammableFeatures中写子程序信息
Table37.1.COMBIN37实常数
No.
Name
Description
1
STIF
弹簧刚度
2
DAMP
阻尼系数
3
MASJ
节点J质量
4
ONVAL
“ON”控制值
5
OFFVAL
“OFF”控制值
6
AFORCE
单元载荷
7
MASI
节点J质量
8
START
初始开/关单元状态
9
C1
RVMOD方程中第一个数
10
C2
RVMOD方程中第一个指数
11
C3
RVMOD方程中第二个数
12
C4
RVMOD方程中第二个指数
13
FSLIDE
极限滑动力
COMBIN37输出数据
单元的计算输出以以下两种方式:
∙所有节点的节点自由度计算结果
∙其他的单元输出如Table37.2:
"COMBIN37ElementOutputDefinitions"所示
KEYOPT(3)选项选择与活动节点的位移和力相匹配的自由度。
对于轴对称分析,单元力的表达是基于完全360度。
单元值STRETCH是子步末的相对偏离值,该值小于滑动值(如:
J-UI-SLIDE)。
STATUS和OLDST分别表示在当前和先前子步末期单元是否是开还是关。
单元输出的一般描述见SolutionOutput.详见ANSYSBasicAnalysisGuide得到观察结果的方法。
Figure37.2.COMBIN37控制参数功能的行为
单元结果输出定义表格用如下符号:
在名称列中的冒号(:
)表示项目可以通过构件名称进行方法进行访问[ETABLE,ESOL]。
O列表示在Jobname.OUT中的可用性。
R列表示在结构文件中项目的可用性。
在O列或者R列中,Y表示项目总是可以获得的,表格脚注的数字表示项目是有条件的获得,-表示项目不可获得。
Table37.2.COMBIN37单元输出定义
Name
Definition
O
R
EL
单元数
Y
Y
活动节点
节点-I,J
Y
Y
控制节点
节点-K,L
Y
Y
XC,YC,ZC
输出结果的位置
Y
5
控制参数
CPAR值(见KEYOPT
(1))ofthecontrolnodes
Y
Y
状态
单元状态
1
1
OLDST
先前时间步的STAT值
1
1
UI
节点I的位移
2
2
UJ
节点J的位移
2
2
UK
节点K的位移
2
2
UL
节点L的位移
2
2
STRETCH
相对位移
2
2
SFORCE
单元弹簧力
2
2
AFORCE
单元上施加的力
2
2
SLSTAT
滑动状态
3
3
OLDSLS
先前时间步的状态值
3
3
SLIDE
滑动值
4
4
1.如果单元状态值为:
0–关
1–开
2.对于热和流体选项,输出项目类似。
热选项输出项目TEMPI,TEMPJ,TEMPK,TEMPL,DELTEMP,SHEAT,andAHEAT及流体选项输出项目PRESI,PRESJ,PRESK,PRESL,DELPRES,SFLOW,和AFLOW分别类似UI,UJ,UK,UL,STRETCH,SFORCE,及AFORCE。
3.仅仅当FSLIDE大于零时输出。
如果滑动状态值为:
0–无滑动
1–右滑动(节点移动到节点I的右边)
-1-左滑动(节点移动到节点I的左边)
4.如果FSLIDE大于零
5.仅仅在质心可以用*GET获得的项目
Table37.3:
"COMBIN37ItemandSequenceNumbers"列出了可通过ETABLE命令用顺序号方法提取结果。
在ANSYSBasicAnalysisGuide和TheItemandSequenceNumberTable指南中有更多关于TheGeneralPostprocessor(POST1)的信息。
下面的符号用于Table37.3:
"COMBIN37ItemandSequenceNumbers"中:
名称:
输出数量在Table37.2:
"COMBIN37ElementOutputDefinitions"
中定义。
项目:
为ETABLE命令预定义项目标签
E:
对于单值或者常值单元数据的顺序号
Table37.3.COMBIN37项目和序列号
OutputQuantityName
ETABLEandESOLCommandInput
Item
E
SFORCE
SMISC
1
AFORCE
SMISC
2
STAT
NMISC
1
OLDST
NMISC
2
SLSTAT
NMISC
3
OLDSLS
NMISC
4
STRETCH
NMISC
5
UI
NMISC
6
UJ
NMISC
7
UK
NMISC
8
UL
NMISC
9
CPAR
NMISC
10
SLIDE
NMISC
11
热和流体选项与此同。
详见注脚2ofTable37.2:
"COMBIN37ElementOutputDefinitions".
COMBIN37假设与限制
∙单元每个节点只有一个自由度,在节点坐标系中有具体描述(详见ElementsthatOperateintheNodalCoordinateSystem)。
∙假设单元只有一个方向的行动。
∙节点I和节点J可在空间中任何位置(更好是重合)。
∙由于节点的不重合,就不包括力矩影响。
就是说,如果节点偏离了直线方向,就不满足力矩的平衡。
∙单元非线形性能只作用在静态,非线形瞬态动力分析中。
∙如果使用其他的分析类型,在整个分析中单元维持其初始的状态(开或关)。
∙单元的实常数不允许改变他们的初始值。
∙EKILL命令不能使单元不活动。
∙仅大量的质量矩阵可用。
COMBIN37产品限制
当用下面列出的产品时,除前面部分给出的概括的假定和约束以外,对单元还有有一些具体的产品约束。
ANSYSStructural.
∙KEYOPT
(2) =8是不允许的
∙KEYOPT(3) =8是不允许的