有限元模型中连接关系丢失的处理方法

大家好，今天是2024年的第一天，祝大家身体健康，工作顺利！！

最近在做考虑轨道弹性的车辆动力学建模，需要用到有限元软件来计算轨道板与钢轨的子结构模态，由于Abaqus与Simpack有良好的接口关系（这两款软件同属于法国达索公司），可以在Abaqus中直接生成供Simpack使用的弹性文件（FBI文件），无需在Simpack中生成FBI文件，所以选择了Abaqus软件来完成有限元计算。  

在有限元计算过程中，先是使用Hypermesh软件（选择Abaqus求解器）完成前处理，然后导入Abaqus完成模态及子结构模态计算。由于Hypermsh与Abaqus版本代差关系，可能出现连接关系丢失的情况，造成无法计算。如果熟悉Abaqus软件操作，可以直接在“相互作用”模块上添加连接关系，把耦合关系加上；如果对Abaqus的操作不熟悉，还是希望能在Hypermesh中解决这个问题，那么这篇小文可能对你有所帮助。（本文使用的例子Hypermesh是2017版本，Abaqus是2020版本，例子与轨道板、钢轨有限元计算无关）  

在Hypermesh中，选择Abaqus(Standard 3D)求解器，使用刚性单元来模拟螺栓连接，见图1。  

图1 使用刚性单元模拟螺栓连接  

保存模型，导出inp文件，导入Abaqus，打开“相互作用”模块，发现没有连接关系，见图2。如果强行提交计算，会报错，见图3。  

图2 无相互作用关系  

图3 计算报错  

解决措施：新建Group，选择COUPLING卡片来新建连接关系。

按以下步骤来建立连接关系：  

(1)新建节点集set1，只包含一个中心节点，见图4。

图4 新建中心节点集  

(2)新建节点集set11，包含需要连接的周边节点，见图5。  

图5 新建周边节点集  

(3)新建一个Group，选择“COUPLING”卡片，勾选Ref_Nodeset_opt（方便选取节点集），refnodeset选择含一个主节点所在的节点集，Surface选择含多个从节点的节点集，见图6。

图6 两个节点集的连接  

(4)按以上步骤把其余两处连接关系建立起来。  

保存模型后，导出inp文件，导入Abaqus软件，切到“相互作用”模块，查看相互作用，发现已经包含了3处耦合（并显示出来了），见图7。  

图7 连接关系导入成功  

提交计算，可以查看结果，见图8。  

图8 计算结果