在Interaction功能模塊或Property功能模塊中都可以通過(guò)Special菜單定義點(diǎn)質(zhì)量(pointmass)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(rolaryinertia)、彈簧(spring)、阻尼器(dashpot)等工程特征，其區(qū)別僅在于:在Interaction功能模塊中定義的工程特征是屬于裝配件(assembly)的，而在Prop-erty 功能模塊中定義的工程特征則是屬于部件(part)的。

如何定義只受拉而不受壓的彈簧？

只受拉而不受壓彈簧實(shí)際上是一種非線性彈簧，即力和彈簧長(zhǎng)度變化量之間的關(guān)系不是線性的。非線性彈簧無(wú)法在ABAQUS/CAE中直接定義，只能通過(guò)修改INP文件實(shí)現(xiàn)。為避免在修改INP文件時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，可以首先在ABAQUS/CAE中定義線性彈，生成INP文件后，再在INP文件中將其改為非線性彈簧。

以連接模型中兩點(diǎn)的彈簧為例(即SPRINGA彈簧單元)，說(shuō)明其操作方法:在Interac-tion 功能模塊中單擊菜單 Special-Springs/Dashpots→Create，將類型設(shè)為 Connect two points，選擇兩個(gè)模型中的兩個(gè)點(diǎn)，將Springstifness(彈簧剛度)設(shè)為一個(gè)任意的值，例如1000。在生成的INP文件中可以看到以下相關(guān)語(yǔ)句：

*Element，type=SpringA，elset =Springs/Dashpots-1 -spring1，

PartA-1.195，PanB-1.167**

*Spring，elset = Springs/Dashpots-1-spring

1000.

其中的 Springs/Dashpots-1-spring是ABAQUS/CAE自動(dòng)給出的彈簧單元集合名稱，Par-tA-1.195和PartB-1.167是彈簧所連接的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，*SPRING語(yǔ)句下面必須要有一個(gè)空行(這是SPRINGA彈簧單元的規(guī)定)，1000是線性彈簧的剛度。接下來(lái)將上面從*SPRING到1000的3行語(yǔ)句替換為非線性彈的定義，例如:*Spring，elset =Springs/Dashpots-1 -spring， NONLINEAR

-1800，-0.1

-400，-0.04

0，0

0，1e

其中的 NONLINEAR表示非線性彈，數(shù)據(jù)行中的四對(duì)數(shù)據(jù)表示的是力和彈長(zhǎng)度變化量之間的非線性關(guān)系(前面是力，后面是位移)，長(zhǎng)度變化量為負(fù)值時(shí)，力為負(fù)值，表示彈簧受壓時(shí)縮短;長(zhǎng)度變化量為正值時(shí)，力為0，表示彈簧不受拉。

在提交ABAQUS/Explicit 分析時(shí)，為何在STA 文件中看到以下錯(cuò)誤信息?

* * * ERROR: Mass is not defined for the rigid bodies with the reference nodes listed below , but notall translational degrees of freedom are constrained at the reference node, ABAQUS/Explicit now re-quires rigid bodies to have a non - zero, mass unless translational constraints are applied with the * BOUND.ARY option (see the ABAQUS Analysis Users Manual). Nodes that are part ofa rigid body do not requiremass individually but the rigid body as a whole must possess mass, unless constrgints are used, 7o remedythis error, either add translational constraints to the reference nodes with the *-BOUNDARY option or addmass using the * MASS option, whichever is appropriate to obtain the desired response.(在剛體參考點(diǎn)上既沒有定義質(zhì)量，也沒有約束其所有平動(dòng)自由度)

** * ERROR : Rotary inertia for the rigid bodies with the reference nodes listed below are not positivedefinite. ABAQUS/Explicit now requires rigid bodies to have positive definite rotary inertia unless rotationalconstrain:s are applied with the * BOUNDARY option ( see the ABAQUS Analysis Users Manual). Nodes thatare part ofa rigid body do not require mass and inertia individually, but the rigid body as a whole must pos.sess positive definite rotary inertia unless constraints are used. To remedy this error, either add rotational con.straints to the reference nodes with the * BOUNDARY option or, add inertia using the * ROTARY INERTIAoplion,whichever is appropriate to obtain the desired response.(剛體參考點(diǎn)上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是非正定的)

上述錯(cuò)誤信息已經(jīng)給出了明確的提示:在進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析時(shí)，如果剛體參考點(diǎn)的3個(gè)平動(dòng)自由度沒有被全部約束住(即剛體可以發(fā)生平動(dòng))，就需要在建模時(shí)在剛體參考點(diǎn)上定義整個(gè)剛體的質(zhì)量(mass);如果剛體參考點(diǎn)的3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度沒有被全部約束住(即剛體可以發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng))，就需要在剛體參考點(diǎn)上定義整個(gè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(rotaryinertia)。

圖7-7 輸人質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

根據(jù)上面的提示信息，解決方法包括添加適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件(注意要符合工程實(shí)際)，在剛體參考點(diǎn)上定義質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

定義質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的方法是:在Interaction功能模塊或Property 功能模塊中，單擊菜單Special→Inertia→Create，將類型設(shè)為PointMass/Iner-iia，選擇剛體參考點(diǎn)，然后在如圖7-7所示的對(duì)話框中輸人質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體動(dòng)力學(xué)中的重要物理量，其定義是:剛體內(nèi)所有質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量與該質(zhì)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸距離的平方的乘積之和，其量綱是ML。剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，表明了剛體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度。當(dāng)外力系對(duì)旋轉(zhuǎn)軸的力矩一定時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越小;而轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小，轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的變化就越大。

對(duì)于如圖7-8所示的質(zhì)點(diǎn)P，其轉(zhuǎn)動(dòng)量的計(jì)算公式為：

由上述表達(dá)式可以看出，軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量必為正值，而慣量積可以是正值、負(fù)值或0。由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小與所選取的坐標(biāo)軸有關(guān)，因此在定義過(guò)程中一定要指定坐標(biāo)軸。在圖 7-7 所示的對(duì)話框中，默認(rèn)的坐標(biāo)系是全局坐標(biāo)系。

在 Part 功能模塊中，單擊●(Query)按鈕，選擇 Volume properties，在窗口底部提示區(qū)中可以選擇相對(duì)精度的大小(如圖7-9所示)，單擊Done按鈕，信息區(qū)中就會(huì)給出部件的體積(volume)、形心坐標(biāo)和慣性矩的查詢結(jié)果(如圖7-10所示)。

圖7-9設(shè)定相對(duì)精度大小

在動(dòng)態(tài)分析中，一般情況下都應(yīng)把邊界條件和載荷定義在剛體的質(zhì)心上，因此在定義剛體參考點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使其位于質(zhì)心。

（內(nèi)容、圖片來(lái)源：《ABAQUS有限元分析常見問(wèn)題解答》，侵刪）

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