6.3 约束

6.3.1 什么是结构约束

结构约束用于描绘节点上的有效自由度或作用的强制位移，如图 6-12 所示。

每一个平移或旋转自由度可以是：

●自由的。

●固定的。

●用一个规定距离显示的。

可以使用全局坐标系或局部坐标系定义自由度或强制位移，使用User DefinedConstraint 命令定义通用约束。

6.3.2 基于几何体的约束

在高级仿真中，可以约束节点，或作用约束到几何体。基于几何体的约束是独立于网格的。当非相关的几何体被修改和网格被更新时将自动更新。当网格被修改时将自动更新。

当网格被修改时，基于节点的约束可能被丢失。

启动求解器或输出仿真时，软件输出基于几何体的约束到求解器输入文件中的节点，如图 6-13 所示。

当非相关的几何体被修改和网格被更新时，基于几何体的约束自动更新。

6.3.3 预定义的约束

为了方便建模共同的结构边界条件，高级仿真提供各种预定义约束类型，包括：

●固定的平移约束（Fixed Translation Constraint），固定所有平移的自由度，留下旋转自由度，如图 6-14 所示。

●钉住约束（Pinned Constraint ），在圆柱面中心建立柱坐标系。相切平移（DOF2）是自由的，其他的DOFs则被固定，如图 6-14 所示。

●对称约束（Symmetric Constraint），固定法向于对称面的平移，并固定绕对称面中的轴旋转。

【练习 6-2】在托架上作用载荷与约束

本练习将学习：

●作用载荷（力）和固定约束。

1 打开部件，启动高级仿真应用

Step 01 在NX中，打开\Parts_C6\asa_mid_1.prt部件，如图 6-15 所示。

Step 02 启动Advanced Simulation应用。

2 建立FEM and Simulation文件

Step 01 在Simulation Navigator中，单击扩展Simulation File View，用鼠标右键单击asa_mid_1，在弹出的快捷菜单中选择New FEM and Simulation命令，打开New FEM and Simulation对话框。选择Create Idealized Part复选框。设置Solver为NX NASTRAN，Analysis Type为Structural。

Step 02 在New FEM and Simulation对话框中单击OK按钮。

Step 03 在Create Solution对话框中单击OK按钮。

Step 04 显示理想化部件。在Simulation Navigator中，单击扩展Simulation File View，双击asa_mid_1_fem1_i。

Step 05 在Idealized Part Warning信息框上，单击OK按钮。

3 提升托架体

利用提升（Promote）可将主模型部件文件的一个相关副本放到理想化部件文件中。修改理想化部件之前，必须使用提升（或WAVE Link命令）。

Step 01 在 Advanced Simulation 工具条上，单击Promote 按钮。

Step 02 选择托架，单击OK按钮。

4 建立中位面

Step 01 在Advanced Simulation工具条上，从Idealize Geometry 下拉列表中选择Midsurface by Face Pairs 。

Step 02 选择部件。

Step 03 选择Automatically Create Face Pairs ，单击OK按钮，建立中位面，如图6-16 所示。

5 显示FEM文件

显示FEM文件，然后关闭显示实体，使只有中位面可见。

Step 01 在Simulation Navigator 中，扩展Simulation File View ，双击asa_mid_1_fem1 显示FEM文件。

Step 02 在Simulation Navigator 中，扩展Polygon Geometry，不选择Polygon Body_12，结果如图 6-17 所示，仅中位面可见。

6 缝合自由边

建立的中位面与有覆盖内部自由边的面相邻接，使用Stitch Edge命令可以组合这些边的每一对到单个边。

Step 01 在Advanced Simulation 工具条上，从Auto Heal Geometry 下拉列表，选择Stitch Edge ，显示自由边缘，如图 6-18 所示。

Step 02 围绕拖架拖拽一个矩形选择框，单击OK按钮，消除内部自由边缘，结果如图 6-19 所示。

7 对部件划分网格

将 2D网格作用到部件的中位面，操作步骤如下。

Step 01 在Advanced Simulation工具条上，从 3D Tetrahedral Mesh 下拉列表中选择 2D Mesh 。

Step 02 围绕中位面拖拽一个矩形选择框，设置Type为CQUAD4。

Step 03 选择Automatic Element Size ，单击OK按钮，建立网格，结果如图 6-20 所示。

8 作用力和约束

作用一向下力到部件底部的孔边缘，然后将其约束在托架顶部上的每一个孔。操作步骤如下：

Step 01 显示仿真文件。在Simulation Navigator中，单击扩展Simulation File View，双击 asa_mid_sim1。

Step 02 作用力。

Step 03 在Advanced Simulation工具条的Load Type 下拉列表中选择Force 。

Step 04 设置选择条中的Type Filter为Polygon Edge。

Step 05 选择切槽边缘，如图 6-21 所示。

作用一 5 lbf负ZC方向的力，单击OK按钮，如图 6-22 所示。

Step 06 作用一固定约束到托架的四个孔。在Advanced Simulation工具条的Constraint Type 下拉列表中选择Fixed Constraint 。

Step 07 设置选择条的Type Filter为Polygon Edge。

Step 08 选择四个小孔的边缘，如图 6-23 所示。

Step 09 单击OK按钮，建立的约束如图 6-24 所示。

Step 10 选择File→Close→All Parts命令，关闭所有部件文件。 a46vKZryXkyAc1lgIwUcFcIaznoIXXa5qQJ5raozhv42ZeJ3g4B4/Lk3gJqOSCNS