ABAQUS弹簧单元应用实例

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1、ABAQUS弹簧单元应用实例ByAlicia这几天研究了一下弹簧的使用问题，参看了simwe论坛里很多帖子，获益匪浅。作为一个初学者，感觉论坛里面特别基础的弹簧教程比较少，我在学习的过程中纠结了很久，走了一些弯路，因此当我学会以后，特别想把自己的经验与所有初学者分享。本文是我自己独立做的添加线弹性弹簧的小例子，涵盖了ABAQUS添加线性弹簧的最基础步骤，也许有的概念也不完全正确，真诚希望能与大家一起讨论，共同进步。模型概况：建立两个一模一样的圆盘，直径1m。建好后，用partition命令分割成如下图所示，这样比较好加弹簧，网格划分也会

2、更规则。两个圆盘平行，相距5m，用弹簧单元连接。圆盘选择3D——Deformable——shell——planar，然后用画圆的命令画一个半径0.5m的圆盘即可。重复上述操作，画出第二个圆盘。进入property模块，设置圆盘的材料参数：模型采用线弹性即可，最简单方便，参数如下：弹性模量2e11，泊松比0.2。然后，建立截面，赋予截面，模型变为绿色，表示已经将定义的截面赋予了圆盘。注意：两个圆盘都要赋予哦。Assembly是比较关键的一步，在这一步中将使两个圆盘距离变为5m（最初建模时是叠加在一起的，当然也可以建模时就设定好距离，但是这

3、样比较麻烦，个人觉得还是用assembly更加直观方便）。创建一个instance，把两个part都选中，此时两个part是重叠的，点击ok。用平移按钮，只要移动圆盘上一个点的坐标，就可以实现整个圆盘的平移，具体操作为：选中一个圆盘，输入要移动的点的坐标（0,0,0），如下图：再输入平移后的坐标（0,0,5），平移完成如下图进入step模块，建立一个step，static，一切选择默认即可。接下来要在两个圆盘之间用弹簧连接。进入interaction模块，选择工具条中的Special——Springs/Dashpots，创建新的弹簧。A

4、BAQUS里面的弹簧有两点间的弹簧和接地的弹簧，这里我们选择两点间的弹簧，如下图然后软件让你选择弹簧的第一个点和第二个点，由于我们事先已经分割好part了，就直接对应的添加就行了。弹簧刚度设为5e6，你也可以设置阻尼（Dashpotcoefficient），不过本例中只涉及线性弹簧。每添加完一对弹簧就点下图右边的Addpairs，就能继续添加，最后加好了就是下面的样子（一共建立了17对弹簧，包括16对位于圆盘边上的和1对位于圆盘中心点的）：接下来为最下面的圆盘设置接地的弹簧。此时可以选择在全局坐标系或者局部坐标系中添加，我们先用全局坐标

5、系添加。选择圆盘边缘的所有点，然后点击done，可以看到下图中orientation为global，这就是全局坐标系，如果要用到局部坐标系，可以点击edit选择或者creat新建一个你想要的局部坐标系。如何建立局部坐标系呢？方法如下（不需要的可以不看）在上图的坐标系选项orientation中点击creat后出现如下对话框：选择默认的rectangular即可，点击continue，在窗口底部出现如下提示（0,0,0）是全局坐标系的点，意思就是让你用全局坐标系的坐标来定义一个新的局部坐标系。你可以直接选择新坐标系的原点，也可以在对话框中

6、直接输入，比如0,0,0，回车，然后出现下面的提示，让你选择新坐标x轴的方向这里我们将圆盘轴向设定为x轴（即原来全局坐标系的z轴），因此输入0,0,1，回车，再出现如下提示，让你选择x-y平面上的一个点，这里输入0,1,0，回车新坐标系建好了，会显示在最下面圆盘的中心点位置。用局部坐标系建立弹簧的话，可以选择弹簧自由度为1，即局部x方向。下面设置荷载和边界条件。给最上面的圆盘整体施加pressure，大小为10.最下面的弹簧受力完全由上面通过弹簧传递而来。只有弹簧约束是不够的，最上面圆盘会发生移动，因此要给最上面的圆盘添加x，y方向的位

7、移约束。但是对于最下面的圆盘来说，如果采用新局部坐标系下自由度为1的接地弹簧，则需要约束住x，y方向的位移，如果采用全局坐标系下自由度为3的接地弹簧机，则不需要任何约束，三个方向的弹簧就相当于一种约束了，我计算的两种设置的分析结果是一样的，大家可以试试。最下面圆盘有x，y位移约束无x，y位移约束下面划分网格，设全局大小为0.2,（或者自己设定你想要的精度），我选的sweep方法，S4R单元，最后mesh一下即可最后，建立一个job，提交，ok。查看结果：可以看到，最上面的圆盘向下压缩，底部的圆盘也有微小变形。你可以使用动画来观察动态结果

8、，看着弹簧向下压缩还是挺好玩的^_^