【文章內(nèi)容簡介】 度之間的約束關(guān)系，具體包括以下類型。(1) Tie (綁定約束） 模型中的兩個面被牢固地粘結(jié)在一起，在分析過程中不再分開。被綁定的兩個面可以有不同的幾何形狀和網(wǎng)格。(2) Rigid Body(剛體約束） 在模型的某個區(qū)域和一個參考點(diǎn)之間建立剛性連接，此區(qū)域變?yōu)橐粋€剛體，各節(jié)點(diǎn)之間的相對位置在分析過程中保持不變（為整個實(shí)體施加剛體約束時，無論實(shí)體的類型是Solid、Shell或Wire，都應(yīng)將剛體約束施加在實(shí)體的單元上，即選擇Body(elements)）。(3) Display Body (顯示體約束 ） 與 Rigid Body類似，受到此約束的實(shí)體只用于圖形顯示，而不參與分析過程。*剛體約束和顯示體約束本質(zhì)上是一樣的，其共同優(yōu)點(diǎn)是只要去掉約束，部件就恢復(fù)成柔體，可以進(jìn)行多柔體分析。(4) Coupling (耦合約束）在模型的某個區(qū)域和參考點(diǎn)之間建立約束。1) Kinematic Coupling (運(yùn)動耦合)：即在此區(qū)域的各節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間建立一種運(yùn)動上的約束關(guān)系。2) Distributing Coupling (分布耦合）：也是在此區(qū)域的各節(jié)點(diǎn)與參考點(diǎn)之間建立一種約束關(guān)系，但是對此區(qū)域上各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動進(jìn)行了加權(quán)平均處理，使此區(qū)域上受到的合力和合力矩與施加在參考點(diǎn)上的力和力矩相等效。換言之，分布耦合允許面上的各部分之間發(fā)生相對變形，比運(yùn)動耦合中的面更柔軟。 .(5) ShelltoSolid Coupling (殼體實(shí)心體約束） 在板殼的邊和相鄰實(shí)心體的面之間建立約束。(6) Embedded Region (嵌入?yún)^(qū)域約束）模型的一個區(qū)域鑲嵌在另一個區(qū)域中。(7) Equation (方程約束） 用一個方程來定義幾個區(qū)域的自由度之間的相互關(guān)系。? 連接ABAQUS模擬多體系統(tǒng)的基本思路是：使用2節(jié)點(diǎn)的連接單元在模型各部分之間建立連接，并通過定義連接屬性來描述各部分之間的相對運(yùn)動約束關(guān)系。連接點(diǎn)可以是模型中的參考點(diǎn)、網(wǎng)格實(shí)體的節(jié)點(diǎn)、幾何實(shí)體的頂點(diǎn)或地面。應(yīng)盡量選擇參考點(diǎn)作為連接單元的連接點(diǎn)，而不要直接使用Solid實(shí)體的節(jié)點(diǎn)，因?yàn)榫哂行D(zhuǎn)屬性的連接單元會激活Solid實(shí)體節(jié)點(diǎn)上的旋轉(zhuǎn)自由度，如果這些旋轉(zhuǎn)自由度沒有得到充分的約束，就會造成收斂問題。連接單元的作用不僅僅是在兩個連接點(diǎn)之間施加運(yùn)動約束，它還有另外一個重要的作用：度量兩個連接點(diǎn)的相對運(yùn)動、力和力矩。在多體分析中，如果連接屬性或邊界條件選擇不正確，很容易出現(xiàn)過約束。如果ABAQUS無法自動解決過約束問題，則可能出現(xiàn)以下結(jié)果：（1）分析過程無法達(dá)到收斂；（2）雖然能夠達(dá)到收斂，但出現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常數(shù)量級的剛體位移；（3）雖然能夠達(dá)到收斂，位移結(jié)果也正確，但某個連接單元反作用力或力矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于應(yīng)有的值。出現(xiàn)過約束時，在MSG文件中會顯示Overconstraint Check和Zero Pivot等警告信息。提示：ABAQUS/Explicit不會顯示Zero Pivot等警告信息，因此在進(jìn)行顯示分析前，應(yīng)首先使用ABAQUS/Standard進(jìn)行分析，確保模型中沒有過約束。一個正確的多體分析模型應(yīng)滿足如下關(guān)系：實(shí)體總數(shù)x 6 = 位移邊界條件所約束的自由度總數(shù)+ 連接單元中受約束的相對運(yùn)動分量總數(shù)基準(zhǔn)坐標(biāo)系的原點(diǎn)不一定要在連接單元的連接點(diǎn)所在的位置上，只要坐標(biāo)軸的方向正確即可。? 過約束msg文件中出現(xiàn) zero pivot 說明 ABAQUS 無法自動解決過約束問題， 例如在樁底部的最外一圈節(jié)點(diǎn)上即定義了 tie，又定義了 contact, 出現(xiàn)過約束。解決方法是在選擇 tie 或 contact 的 slave surface 時，將類型設(shè)為 node region, 然后選擇區(qū)域時不要包含這一圈節(jié)點(diǎn)。7 建立交互作用特性 交互作用是用來建立模型中接觸表面或相距很近的表面之間力學(xué)關(guān)系的對象。可以建立一系列交互作用特性，它和交互作用相互獨(dú)立，每個交互作用都可以被分配到交互作用特性。交互作用特性共有三種：接觸特性（contact）、膜條件特性（file condition）、激勵和傳導(dǎo)特性（actuator/sensor） 接觸交互作用特性可以是切向接觸和法向接觸，接觸面間可以是有摩擦、無摩擦和阻尼接觸，還可以相互間分離。接觸交互作用特性中通常包含阻尼、熱傳導(dǎo)、熱輻射、摩擦生熱等信息。接觸交互作用特性可以被通用接觸、面對面接觸或自我接觸等交互作用引用。膜條件交互作用特性定義膜層傳熱系數(shù)為溫度的函數(shù)。膜條件特性只能被膜條件交互作用引用。8 施加邊界條件和荷載 實(shí)體單元（solid element）只有平動自由度，沒有轉(zhuǎn)動自由度，所以施加邊界條件時只需約束起平動自由度即可。對于分析剛體來說，約束只能施加給分析剛體的參考點(diǎn)。缺省的情況下，ABAQUS將邊界條件傳遞給其后的每一個分析步。對每一個分析步中的邊界條件可以進(jìn)行編輯和修改。指定載荷和邊界條件可以隨著時間相關(guān)的幅值定義變化，而且幅值定義既可以參考分析步時間也可以參考總時間。默認(rèn)情況下，一般靜態(tài)分析步中使用斜坡幅值曲線（0→1）。在一般分析步中，載荷必須以總量而不是以增量的形式給定。? 荷載1) Concentrated Force ：施加在節(jié)點(diǎn)或幾何實(shí)體頂點(diǎn)上的集中力，表示為 力在三個方向上的分量。2)Moment：施加在節(jié)點(diǎn)或幾何實(shí)體頂點(diǎn)上的彎矩，表示為力矩在三個方向上的分量。3)Pressure：單位面積荷載（荷載的方向總是與面或邊垂直，正值為壓力，負(fù)值為拉力）。4) Shell Edge Load：施加在板殼邊上的力或彎矩。5) Surface Traction： 施加在面上的單位面積荷載，可以是剪力或任意方向上的力，通過一個向量來描述力的方向。6) Pipe Pressure：施加在管子內(nèi)部或外部的壓強(qiáng)。7) Body Force：單位體積上的體力。8) Line Load：施加在梁上的單位長度線荷載。9) Gravity：以固定方向施加在整個模型上的均勻加速度，例如重力；ABAQUS根據(jù)此加速度和材料屬性中的密度來計(jì)算相應(yīng)的荷載。10) Bolt Load：螺栓或緊固件上的緊固力，或其長度的變化。11）Generalized Plane Strain：廣義平面應(yīng)變荷載，它施加在由廣義平面應(yīng)變單元所構(gòu)成區(qū)域的參考點(diǎn)上。12) Rotational body force：由于模型的旋轉(zhuǎn)造成的體力， 需要指定角速度或角加速度，以及旋轉(zhuǎn)軸。13) Connector Force：施加在連接單元上的力。14) Connector Moment：施加在連接單元上的彎矩。15)溫度和電場變量? 邊界條件使用主菜中 BC可以定義以下類型的邊界條件：（約束）對稱/反對稱/固支、（施加或約束）位移/轉(zhuǎn)角、速度/角速度、加速度/角加速度、連接單元位移/速度/加速度、溫度、聲音壓力、孔隙壓力、電勢、質(zhì)量集中。XSYMM：對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸1垂直的平面，即U1＝UR2＝UR3=0。YSYMM：對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸2垂直的平面，即U2＝UR1＝UR3=0。ZSYMM：對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸3垂直的平面，即U3＝UR1＝UR2=0。XASYMM：反對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸1垂直的平面，即U2＝U3＝UR1=0。YASYMM：反對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸2垂直的平面，即U1＝U3＝UR2=0。ZASYMM：反對稱邊界條件，對稱面為與坐標(biāo)軸3垂直的平面，即U1＝U2＝UR3=0。PINNED：約束所有平移自由度，即U1=U2=U3=0。ENCASTRE：約束所有自由度（固支邊界條件），即U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0.在邊界條件中給出的位移值是相對于模型初始狀態(tài)的絕對位移值，而不是當(dāng)前分析步中的增量值。? 場變量和荷載狀況使用主菜單Field可以定義場變量（包括初始速度場和溫度場變量）。有些場變量與分析步有關(guān)，也有些僅僅作用于分析的開始階段。使用主菜單Load Case 可以定義荷載狀況，荷載狀況由一系列的荷載和邊界條件組成，用于靜力攝動分析和穩(wěn)態(tài)動力分析。9 網(wǎng)格劃分什么是網(wǎng)格？物理部件模型的幾何近似， 包含許多幾何上簡單的節(jié)點(diǎn)和單元的離散幾何體。（1）進(jìn)入單元劃分模塊后，ABAQUS的顏色代表該模型中不同區(qū)域適合用哪種方法就行單元劃分。綠色表示可以采用結(jié)構(gòu)法劃分，黃色表示可以用掃掠法劃分，橙色表示該區(qū)域不能用缺省的單元（實(shí)體單元缺省的單元為六面體單元hexahedral）形狀進(jìn)行單元劃分，必須對該區(qū)域進(jìn)行分解后才能用缺省的單元形狀進(jìn)行單元劃分。當(dāng)然，可以采用四面體單元（tetrahedral）利用自由網(wǎng)格技術(shù)對任何形狀的模型區(qū)域進(jìn)行單元劃分。? 自由劃分：可以應(yīng)用到任意平面和曲面? 結(jié)構(gòu)劃分：結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分通常給出了對網(wǎng)格的最大的控制? 掃掠劃分：在源面中，相鄰面之間的二面角不能和180176。相差太遠(yuǎn)。? 虛擬拓?fù)洌涸谀承┣闆r下，裝配件的部件實(shí)例可能包含一些小的細(xì)節(jié)，比如表面和邊。虛擬拓?fù)淇梢院雎赃@些不重要的細(xì)節(jié)。如果部件實(shí)例中包含虛擬拓?fù)?，那么它只能使用以下單元通過自由網(wǎng)格技術(shù)劃分網(wǎng)格：? 自由網(wǎng)格：三角形和四面體單元、用波前法劃分的四邊形為四邊形為主單元網(wǎng)格? 掃略網(wǎng)格：六面體或者楔形單元? 映射網(wǎng)格： 四邊形, 三角形, 或者六面體單元（2） 分解模型（partition）可以對模型中的邊（edge）、面（face）和體（cell）進(jìn)行分解。用來將邊、面、體分解成更小部分的點(diǎn)、邊、面都成為模型中的特征體，這些特征體和其他特征體一樣可以在特征體管理器中查看。（如：將一個體分解成兩部分需要用一個面將體切割成兩部分，這個面就成了模型中一個新的特征體。）。有五種分割特征體可以將一個特征體分解：定義切割面（define cutting plane）、使用基準(zhǔn)平面（use datum plane）、延伸平面（extended face）、擠壓或旋轉(zhuǎn)邊（extrude/sweep edges）、Nsided patch。 一次分解操作僅僅只是將被分解的對象分解成兩部分，并不能改變被分解對象所在特征體（部件實(shí)例）的整體性。不能對剛體進(jìn)行單元劃分。（3）設(shè)置網(wǎng)格種子 選擇Seed part或Seed Edge ? 設(shè)置全局種子? 設(shè)置邊上的種子邊上的種子無約束 圓圈邊上的種子受部分約束 三角形邊上的種子受完全約束 方形對于可以用掃掠方法進(jìn)行網(wǎng)格劃分的區(qū)域，邊的網(wǎng)格種子從選定的邊到匹配邊自動傳播，由分區(qū)創(chuàng)建的新邊自動繼承總體網(wǎng)格種子。（4）單元劃分控制在 Assign mesh control中指定單元劃分方法（結(jié)構(gòu)劃分法（structured）、自由劃分法（free）、掃掠法（sweep）等等）。操作的對象是被分解后的邊、面、和體，可以對同一實(shí)例（裝配模型的特征體）分解后產(chǎn)生的不同邊、面、體分別采用不同的單元劃分方法，指定不同的單元類型。在Assign element type中指定單元類型（六面體單元、四面體單元等等），選擇單元庫（standard、explicit）、確定線性單元（linear）或者二次單元（quadratic）、確定這兩種單元的特性：雜交元（hybrid formulation）、縮減積分（reduced integration）、非協(xié)調(diào)單元模式（inpatible modes）。1) 單元形狀二維問題a) Quad：網(wǎng)格中完全使用四邊形單元。b) Quaddominated：網(wǎng)格中主要使用四邊形單元，但在過渡區(qū)域允許出現(xiàn)三角形單元，更容易實(shí)現(xiàn)從粗網(wǎng)格向細(xì)網(wǎng)格過渡。c) Tri: 網(wǎng)格中完全使用三角形單元。三維問題a) Hex：網(wǎng)格中完全使用六面體單元。b) Hexdominated：網(wǎng)格中主要使用六面體單元，但在過渡區(qū)域允許出現(xiàn)鍥形（三棱柱）單元。c) Tet： 網(wǎng)格中完全使用四面體單元。d) Wedge： 網(wǎng)格中完全使用楔形單元。Quad單元（二維）和Hex單元（三維 ）可以用較小的計(jì)算代價得到較高的精度。自由網(wǎng)格采用Tri單元（二維）和Tet單元（三維 ），一般應(yīng)選擇帶內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的二次單元來保證精度。結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和掃掠網(wǎng)格一般采用quad單元（二維單元）和hex單元（三維），分析精度較高，因此在劃分單元時選擇后兩種。2) 三維實(shí)體單元類型a) 節(jié)點(diǎn)數(shù)目和插值階數(shù)? 線性（linear)單元又稱一階單元，僅在單元的角點(diǎn)處布置節(jié)點(diǎn)，在各方向都采用線性插值；? 二次（quadratic)單元