多点约束MPC-nastran

Posted 2021-05-30 vehicleman

MPC，多点约束

MPC定义：
定义：一个自由度的运动取决于其它  (至少一个) 自由度的运动：
1.线性关系
2.一个 (1) 从 自由度
3.“n” 个 主 自由度 (n >= 1) 

MPC定义

 

 其中系数ai是比例系数，ui是个自由度的位移；在nastran中1-3自由度的位移单位是mm;4-6自由度的位移单位是弧度；

弧度换成角度的公式：

 

 

一.只有一对主从节点；节点2向x运动=节点1向x运动；

 

 对应nastran中的数据卡片格式：

 

其中：MPC-关键词卡片；SID-卡片编号；G1-从节点编号；C1-从节点自由度；A1-从节点比例系数；G2-主节点编号；C2-主节点自由度；A2-主节点比例系数；

 

          

 

 对应hypermesh中，dependent为从节点，independent为主节点；

二.一对主从节点：节点2向1-6自由度运动，节点1向1-6自由度运动；（注意：MPC的节点编号是一个）；比如车门铰链，

 

 三.MPC分析相对运动关系

比如在分析发动机+减速器的时候，曲轴转动自由度与半轴转动自由度之间存在成比例的多点约束情况（可理解成自转），但是不可避免的是发动机+减速器同样存在转动的情况（可理解成公转）。这种情况可引入参考点概念。

 

实际工况下，发动机外壳体存在自身的运动（公转），曲轴带动离合器从动侧转动（自转）经过变速箱-差速器传递到半轴，在模拟的时候选取参考点，进而更加准确的模拟转动传递的运动关系；

假设变速齿比为1.5:1

在不考虑发动机壳体自转的情况下，A：（B+C）=3:2；MPC表达式：2A+3（B+C）=0

在考虑发动机壳体自传的情况下，2（A-P）+3{（B-Q）+（C-R）}=0

其中ABCPQR代表5自由度的位移；

所以，在nastran中的表达式为：

 

 其中abcpqr代表模型中节点的编号；

 

总结：MPC多点约束在整车NVH分析中使用频率比较高，特别是刚性动力总成的建模；