ABAQUS学习记录：刚体（Rigid body）约束

在ABAQUS的分析中，我们常常会用到刚体约束。所谓刚体（Rigid body）约束，就是在用于创建一个刚性区域（结点、单元或面），在整个分析过程中，该区域内结点和单元的相对位置保持不变，该区域跟随指定的一个参考点发生刚体位移。

一般在多体动力学分析中，将刚度大的区域定义为刚体，可以提高计算效率。

创建刚体约束的步骤：

1：创建一个参考点；

2：指定刚体约束的区域。

如下图一个钢球和钢板的碰撞案例，钢球在碰撞的过程中为刚体。

1：创建参考点

在定义刚体约束之前，我们必须创建一个参考点。创建参考点的过程非常简单：

进入Interaction模块，在视图区的左边选择Create reference point，选择钢球的球心为参考点。

 2：指定刚体约束的区域

单击Creat Constraint，选择约束类型为刚体（Rigid body），点击 Continue；在 Edit Constraint 的页面中，点击蓝色的鼠标按钮，选择钢球；然后在 Reference Point 中点击蓝色的鼠标，选择第一步创建的参考点，点击OK，将球定义为刚体。

 我们在选择刚体区域类型的时候，发现不仅仅有Body一种类型，每种类型对应不同的约束：

• 体（单元）（Body）：选择几何模型或网格模型中的单元为刚体，用户可以选择单元、分区、壳的面和线模型的边界。
• 铰结（Pin）：选择点、线、面或Cells 上的结点为刚体，这些结点只有平移自由度。
• 绑定（Tie）：选择点、线、面或 Cells 上的结点为刚体，这些结点有平移和旋转自由度。
• 解析表面（Analytical Surface）：选择解析表面为刚体。

另外，为什么首先必须创建一个参考点呢？参考点又是怎么选择的呢？

就以上文中的钢球为例，其在运动的过程中定义为刚体，也就是在此期间钢球不能够发生变形，那么它自身划分的节点都不能产生移动，这个时候就需要一个参考点，使得刚体上除参考点以外的所有节点都相对于参考点的距离不变，这样才能保证钢球不发生变形。这里大家应该就能想的出，参考点不一定选在钢球的球心，只要保证选择的参考点在刚体区域内就行。