abaqus connector

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BYPeterAbaqus中connector介绍及与samcef在connector方面对比:在Abaqus中,应用不同的elements进行建模分析。运动副及主要连接关系属于abaqus的连接单元(connectorelements)。连接类型主要分为basictypes,assembledtypes,complextypes,andMPCtypes。连接都属于刚性连接。Abaqus中的柔性连接主要依靠special-purposeelements实现,例如其中的flexiblejointelements。而samcef的装配关系都集中在assembly中,能够同时处理线性和非线性问题,有少数几个与samcef中的assembly关系对应。Assembly中连接关系可以直接用于柔性部件的连接,相对于abaqus及其他多体软件的装配更方便容易。1.在ABAQUS-Basictypes中主要包括平移关系,普通旋转关系(只对连接的两个节点的转动自由度起作用)和特殊旋转关系(不只对连接节点的转动自由度起作用)三大类。(1)平移关系:ACCELEROMETER:测量两连接点之间的相对运动速度,加速度,位移等关系。AXIAL:连接两点,方向沿两点连接线CARTESIAN及PROJECTIONCARTESIAN:确定两节点在局部笛卡尔坐标系下的相互依附关系LINK:两节点的刚性连接,使之保持一定间距JOIN:连接两点,与samcef的fixed对应RADIAL-THRUST:使两点在径向和推力方向能够各自出现位移SLIDE-PLANE:使第二个节点保持在预定平面上,平面由第一个点的方向及第二个点的初始位置确定SLOT:使第二个点在一条直线上,这条直线由第一个点的方向和第二个点的初始位置确定(2)旋转关系:ALIGN,,CARDAN(万向节),CONSTANTVELOCITY,FLEXION-TORSION(弯曲扭曲),PROJECTIONFLEXION-TORSION(两个弯曲转动和一个扭曲转动),REVOLUTE,ROTATION,UNIVERSAL:万向连接;等(3)特殊的旋转关系:与材料有关的FLOW-CONVERTER(Provideameansofconvertingthematerialflow,degreeoffreedom10,ataconnectornodeintoarotation)2.assembledtypes主要为上述基本副的组合HINGE为平移(JOIN)与旋转副(REVOLUTE)的组合,可以连接两点并在他们旋转方向上进行一定约束,对应于samcef的Hinge,但在samcef中此单元可以定义motor及controllerBUSHING:不会限制任何运动,需要使用局部坐标系等效于(PROJECTIONBYPeterCARTESIAN+PROJECTIONFLEXION-TORSION)。不需要预先定义其他参数。但samcef中Bushing定义两点上三个方向的刚度和阻尼,包括线性和非线性,相对于ABUAQUS属于柔性,更具有非线性.CYLINDRICAL:相当于SLOT+REVOLUTE,可以输出约束力和力矩,需要在此连接副上定义摩擦力(Coulomb-likefriction),即需要相互接触的两部件的重叠长度及轴的有效半径,初始摩擦力等。摩擦力由两部分组成,一部分为径向力Fr,另一部分为弯矩(Mbend,由于旋转副约束产生)产生的Fbend,公式表达如下:Samcef中cylindric的与abaqus的功能近似,也需要定义摩擦力,与ABAQUS不同的是,摩擦力基于pre-sliding刚度及以速度为变量的表达式。samcef中可以定义motor和控制器来作为旋转副的作动器及控制,功能相对强大。UJOINT:(JOIN+UNIVERSAL)providesauniversalconstraintbetweentheirrotationaldegreesoffreedom,这种关系与samcef中的UniversalJoint功能相同。除去之上与samcef相同运动副外,在abaqusassemblytypes关系中还有:BEAM::(JOIN+ALIGN)两节点的刚性梁PLANAR:(SLIDE-PLANE+REVOLUTE):RETRACTOR:(JOIN+FLOW-CONVERTER)TRANSLATOR:(SLOT+ALIGN)WELD:(JOIN+ALIGN)3.Complextypes:对连接部分的自由度的耦合产生作用,但不能与其它连接关系一起使用(Complexconnectiontypesaffectacombinationofdegreesoffreedomintheconnectionandcannotbecombinedwithotherconnectiontypes.)这种复杂的连接关系用于高耦合的物理连接场合。BYPeter4.MPCtypes:多点约束,仍属于刚体约束,节点之间可以说是线性或非线性的约束,线性方程是MPC的一种形式,选择不同的类型,如Beam,Tie等,定义的slavenode与controlpoint之间的关系会不同。ABAQUS中的Assemblies一般都为点对点的刚性连接,而samcef中大多为柔性连接,如Mean:中间一点slavenode,周围环绕的为masternode,slavenode上产生的位移将会平均的施加到masternode上。Master与slave直接的也可以产生相对位移。另外在samcef中也有刚性的rigid连接,如下图,slave与master之间关系固定,不会产生相对运动。5.在special-purposeelements中包括多种柔性连接关系Flexiblejointselement主要用于modeljointinteractions,能够表征运动副上的刚度及阻尼,主要由平移及旋转的弹簧单元和并排的减震单元构成。在大位移旋转分析中,利用JOINTCelements能够很好的描述小旋转(Inlarge-displacementanalysistheformulationfortherelationshipbetweenmomentsandrotationslimitstheusefulnessoftheseelementstosmallrelativerotations.TherelativerotationacrossaJOINTCelementshouldbeofamagnitudetoqualifyasasmallrotation)。BYPeter另外springelements与samcef的spring单元对应:用来耦合由相对位移产生的力,都能够进行线性和非线性分析,定义阻尼和刚度。但在abaqus中对于大旋转或位移的运动关系,选用Srpings就没有选用connector关系好。Cohesiveelements:与samcef中的glue类似,可以用于复合材料中的粘合,保持完整性

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