Abaqus基础知识系列讲堂（6）：Abaqus/CAE中的约束

上一讲给大家介绍了Part模块和Sketch模块的草图约束，实现快速绘图功能。本讲将介绍Assembly模块中的各种定位约束（Constraint）。在 Assembly 功能模块中点击菜单 Constraint，可以定义移动部件实体（movable instance）相对于固定部件实体（fixed instance）的位置关系，即施加“定位约束”。它包括7种类型（如表1所示）。表1  Assembly 功能模块的7种定位约束约束名称特征适用范围Parallel face面与面相互平行，二者之间的距离由 Abaqus/CAE自动设定仅适用于三维部件实体Face to face面与面相互平行，可以设定二者之间的距离仅适用于三维部件实体Parallel edge边与边相互平行，二者之间的距离由 Abaqus/CAE自动设定适用于二维或三维部件实体，但不适用于轴对称部件实体Edge to edge边与边相互平行（对于三维问题，两条边会共线；对于二维问题，可以设定两条边之间的距离）二维或三维部件实体均适用Coaxial两个圆弧面的旋转轴相互重合仅适用于三维部件实体Coincident point点与点重合二维或三维部件实体均适用Parallel Csys两个坐标系相互平行二维或三维部件实体均适用在施加定位约束时，需要注意以下问题：1）每个定位约束的操作对象只能是两个部件实体（一个可移动部件实体和一个固定部件实体），而不能是三个或三个以上的部件实体。2）要为部件实体精确定位，三维模型需要施加三个定位约束，二维模型需要施加两个定位约束。3）多个定位约束之间不能是相互冲突的，否则 Abaqus/CAE 将会给出如图1所示的错误信息。

图1  多个定位约束之间出现冲突时的错误信息4）有些情况下，尽管两个定位约束在理论上不应该是相互冲突的，但由于模型中存在数值误差，Abaqus/CAE 仍然会给出如图1所示的错误信息，无法完成定位操作。这时有两种解决办法：a）将已有的定位约束转化为绝对定位，然后再施加新的定位约束；b）点击

（Query information）按钮来测量顶点坐标、两点之间的距离、夹角等参数，然后使用菜单 Instance → Translate （或 Rotate） 使部件实体移动到适当的位置。5）施加定位约束时，可以利用基准轴（datum axis）和基准面（datum plane）帮助定位，但应注意这些基准轴和基准面是在哪个功能模块中定义的，如果是在 Part 功能模块中定义的，基准轴或基准面将会随部件实体一起移动；如果是在 Assembly 功能模块中定义的，基准轴或基准面将保持在全局坐标系中的位置而不发生变化。『温馨提示』为部件实体定位时，可以隐藏部分部件实体，以方便选择操作。具体方法是：点击

（Create Display Group）按钮，或点击菜单 View → Assembly Display Options，选择 Instance 标签页（如图2所示）。

图2  隐藏部分部件实体刚刚给大家介绍了Constraint菜单下定位约束的功能及用法，在Assembly 功能模块的 Instance 菜单中，也包含与定位相关的菜单，如图3所示：

图3 Assembly 功能模块中的 Instance 菜单Constraint菜单和Instance菜单都能够实现对部件实例的定位，但还存在下列区别区别：1）Instance 菜单中的定位功能：令部件实体平移或旋转，或以阵列的方式复制部件实体，从而确定部件实体在全局坐标系下的绝对位置。这些操作不会以特征的形式显示在模型树中，不能被抑制、删除或查询。2）Constraint 菜单中的定位功能：定义各个部件实体之间的相对位置关系，定位约束会显示在模型树中的 Assembly → Position Constraints 下面，可以被抑制或删除。