Abaqus中的剛體簡介

一、什麼是剛體？
剛體(rigid body/discrete rigid part/analytical rigid part)均可視為Abaqus的一種約束型別，其作用和Coupling Constraints, Shell-to-Solid Coupling, Surface-Based Ties等型別類似-----對節點和單元集合的自由度在一定程度上的限制或者將它們的運動與參考點耦合。

剛體由節點或單元集合和參考點兩部分組成，建立方法大致有兩類方法：
1、part module: create part →rigid part(discrete/analytical) →tools/reference point
2、part module: create part →deformable part →interaction module: create constraint →rigid body →reference point + element set(discrete rigid body)/tie node set/pin node set/analytical surface
注意事項：1中建立離散剛體需要抽殼：shape/shell/shell from solid；2中的參考點在interaction module建立；3使用剛體時優先使用解析剛體，複雜幾何時考慮離散剛體。
二、何時使用剛體？
1、產品可行性驗證階段，將複雜幾何體的非關鍵部位轉化為剛體，縮短研發週期。滿足設計需求後，解除剛體定義，再進行細節處理；
2、多體動力學分析，剛體可以精確表示幾何、質量以及轉動慣量。此外，也支援高精度的視覺化模型和後處理；
3、分析涉及兩種本構及以上，取剛度較大者為剛體，如在金屬成型分析中的衝頭、磨具等。
三、關於rigid body的一些額外設定
1、每個rigid body定義中不允許存在共享節點、單元或參考點；
2、剛體質心的位置調整與否取決於該剛體是否在載荷下發生位移；
3、在熱力耦合分析中，剛體可視為等溫材料，在溫度梯度下產生線性變形，形變數則取決於該點到參考點的距離；
4、剛體上的載荷有三部分組成:繫結節點、鉸接點以及參考點上的集中力和集中力矩，單元和表面上的分佈力；
此外，rigid body在邊界條件、接觸等環節與變形體的異同以及自身的侷限性可詳見使用者手冊。