上几次说了一些我常用的单元:
这次以Abaqus为例,继续说一说刚体。
Abaqus刚体建模一共有三种形式:离散刚体(Discrete rigid)、解析刚体(Analytical rigid)和Rigid body约束。
无论采用何种方式进行模拟,其计算精度和效率都是接近的。但不同的刚体建模存在差异性。
(1)离散刚体:离散刚体在几何上可以是任意的,三维、二维或轴对称模型均可。但是,需要注意的有三点:
a、画网格。离散刚体是需要画网格的,且接触处划分的网格要足够细。重点是:离散刚体在划分网格时是不能使用实体单元的,也就是说就算是实体也只需要实体的外表面,所以必须在part模块中将实体转换为壳面 part界面>> Shape >> Shell >> From Solid。
b、参考点。离散刚体需要在part模块下对刚体模型建立参考点:part界面>> Tools >> Reference Point (如果刚体不涉及旋转,则参考点建在刚体上的任意一点即可;若刚体涉及旋转,需要将参考点建在刚体的质心上) 注意:刚体的约束都加在参考点上。
c、不用赋材料属性和截面属性
(2)解析刚体:不能是任意的几何形状,要必须有光滑的轮廓线(解析刚体只能通过拉伸或是旋转建立壳体刚体),通常解析刚体的计算成本小于离散刚体。 需要注意以下四点:
a、解析刚体是不需要划分网格的。
b、参考点。参考点的建立同离散刚体。
c、不用赋材料属性和截面属性
d、解析刚体只能输出和参考点相关的结果
(3)Rigid body约束:Abaqus在Interaction模块中提供了Rigid Body 约束用于刚体性质。Rigid Body 约束实际上是将组装部件中某一区域运动强制约束到参考点(此参考点在建立rigid body约束的过程中添加的 或是在Assembly模块中添加)上,而在整个分析过程中不改变个点的相对位置。这个方式的定义相比前两者则更为灵活,可以随意的调整约束的方式,比如将一些点加入tie(刚接)中一些点加入pin中(铰接)。
所以Rigid Body约束和刚体部件的差别在于:刚体部件的整个部件都为刚体,但是Rigid Body可以是某一部件组装后实体的一某一区域,具有灵活性。且rigid body可以在材料属性都定义好后进行操作,且可以针对实体单元,操作流上更为简单。
最后说一下,所有的刚体内部算法都是基于运动学的约束方程(大转角下是非线性的),大家有兴趣可以继续分享这些。