Abaqus活塞运动学仿真(E手册4110)

Abaqus活塞运动学仿真（E手册4.1.10）4.1.10是学习多体刚柔耦合分析的经典例子。刚柔耦合不仅可以显示总体的运动学和动力性特性，还可以显示部分区域的应力。所用到的关键应用包含：1、刚体（7个）和柔体（7个）的定义。2、连接器单元（19个）的使用及连接器运动的激活（与分布耦合参考点一起使用）。3、分布耦合的使用（分配连接力）。4、线性限制方程（分配1:2的转速）。5、关于支撑点的反力和连接器结果的输出（连接器反力和弹簧的弹力）。6、关于每个未限制的运动分量上的质量和转动惯量的定义式方式。1、在刚体定义中，建立刚体的参考点（仿真中不使用）、接地点（连接器单元的a端，被完全固定）、连接器单元点（连接器单元的b端）。例如在valve1上，定义了刚体限制，在底端定义了接地点（完全限制），在顶端定义了连接器单元点并使用两个连接器单元Translator（限制5个自由度）和Axial（不限制任何自由度）。在变形体定义中，建立变形体的接地点（定义连接器的a端）、连接器单元点（b端），并将弹性体的某一区域采用分布耦合（耦合到b端上）。例如在shaft1上，定义接地点（完全限制，作为连接器单元的a端），两个连接器单元点（b端），并在shaft的端面施加了一个耦合限制（耦合限制到连接器a端），因此应当明了的事情是：弹性体定义——分布耦合区域——分布耦合区域参考点（连接器的b端，给定运动限制和激活）——连接器的a端（接地点，完全固定）。为了定义该轴的旋转，对连接器其中一个b端建立cardan和cartesian连接器，并给定连接器初始位移和运动激活。不明白的一点是，不知道什么原因，本可以用revolute的为何要使用两个c单元代替，估计原因在自由度计算上。2、连接器单元缸头：translator（接地节点29——节点2（缸头顶面分布耦合））缸头vs连杆：hinge（节点1（缸内分布耦合）——节点4（连杆上部表面分布耦合））(两点坐标一致)连杆vs轴1：hinge（节点5（轴1左端内表面分布式耦合）——节点3（连杆下部表面分布式耦合））(两点坐标一致)凸轮：hinge（接地节点28——节点9（凸轮外表面分布式耦合））(两点坐标一致)轴1：cartesian+cardan（接地节点34——节点6（轴1左端表面分布式耦合））(两点坐标一致)轴1vs轴2：beam（节点5（轴1左端内表面分布式耦合）——节点7（轴2右端分布式耦合））阀门1：translator+axial（接地节点11——阀门节点10）阀门2：translator+axial（接地节点13——阀门节点12）阀门vs挺杆1：cartesian（阀门节点10——挺杆节点15）(两点坐标一致)阀门vs挺杆2：cartesian（阀门节点12——挺杆节点18）(两点坐标一致)直杆vs挺杆1：join+cardan（直杆节点27——挺杆节点14）(两点坐标一致)直杆vs挺杆2：join+cardan（直杆节点25——挺杆节点17）(两点坐标一致)直杆vs凸轮从动件1：join（从动件表面耦合节点20——直杆节点26）(两点坐标一致)直杆vs凸轮从动件2：join（从动件表面耦合节点22——直杆节点24）(两点坐标一致)挺杆1：join+revolute（接地节点30——挺杆节点16）(两点坐标一致)挺杆2：join+revolute（接地节点31——挺杆节点19）(两点坐标一致)凸轮从动件1：join+revolute（接地节点32——从动件上分布耦合节点21）(两点坐标一致)凸轮从动件1：join+revolute（接地节点33——从动件上分布耦合节点23）(两点坐标一致)3、分布耦合的使用16个分布耦合约束中，最特别的是，在节点35和36上分别建立分布耦合约束，约束凸轮从动件的接触面到35和36上。然后在35和36节点上建立节点基的表面，再和其他的表面形成接触对。4、线性限制方程，使节点8和节点19999在x轴转动方向上相反并且传动比为2。5、一个节点集合定义了连接器单元节点、接地节点、参考节点的坐标，然后直接输出这一个节点集的U。输出了弹簧的弹性力，相对位移，相对位置。输出了连接器的reactionforce、摩擦力矩、reactionmoment、相对加速度、相对位置、相对转角。输出了接触表面的接触力（CFN）。6、在每个没有完全限制的节点上，添加了很小量值的转动惯量和质量（这个节点集不含有接地节点）。定义方式为：*ELEMENT,TYPE=MASS,ELSET=SMALL_MASS（单元集）100000,6（单元编号、所用节点）*ELEMENT,TYPE=ROTARYI,ELSET=SMALL_ROTI200000,6*MASS,ELSET=SMALL_MASS1E-9（质量点数值）*ROTARYINERTIA,ELSET=SMALL_ROTI1E-9,1E-9,1E-9（各向同性的转动惯量）点评：1、所有要用的节点、单元、耦合限制面、连接器都被做成了inp文件，用于加载质量和转动惯量的单元，也被做成了inp文件。2、对变形体，其连接器单元的a端大部分都是接地节点，b端大部分都是分布耦合限制面的参考点。3、变形体的定义方法是：变形体定义——分布耦合限制区域——分布耦合区域参考点（连接器的b端）——连接器的a端（接地点）4、运动的输入采用连接器激活的方式。PS：1，刚体分为三种，解析的、离散的、限制的。刚体限制，有对单元、对节点、对分析表面的操作。对节点操作还分为PIn（平动）和TIE（平动加转动）。当刚体和变形体相连时，刚体的自由度取决于与其相连的变形体。对刚性表面采用刚体限制，使用分析表面和参考点。2，连接器运动的激活，书写方式：*connectormotion（第一行），连接器单元编号+运动方向（载荷方向）+量值（第二行）。接地点完全固定，可以将运动（施加）在连接器单元的上。连接器单元定义方式是：连接器单元编号+a端+b端。