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仿真分析培训
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鼠标左键
旋转模型
鼠标右键
缩放模型
鼠标中键
平移模型
模型操作
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单位一致性
软件其实是数值计算软件，没有单位的概念。
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分析流程九步走
1、几何建模
2、划分网格
3、特性设置
4、建立装配体
5、定义分析步
6、相互作用
7、载荷边界
8、提交运算
9、后处理
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1、几何建模
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导入
等软件建好的模型后，另存成、、等格式；然后导入可以直接用。
推荐采用格式文件导入！
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创建
如同其他软件，的建模功能有限，只适合建立简单，如跌落分析中的地面等。
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
线、面、体分割工具，辅助网格划分
基准点、线、面及坐标系等
小面修复等，辅助网格划分
备注：如果按钮右下方有小黑三角，左键按住
该按钮不放，可展开其他类似功能，向右移动
鼠标即可切换功能。 如：
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创建新
三维立体模型、二维平面模型、
轴对称模型
部件类型：可变形体、离散刚体、
解析刚体（为接触分析提供刚性表
面）、欧拉体
部件形态：点线面体，随 和不同
而不同
建模方式：拉伸、旋转、扫略
截面的大致尺寸，便于建模
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创建新之刚性地面1
2D
200
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创建新之刚性地面2
如左图，画一个
100X100的正方形，
来模拟刚性地面。
点击鼠标中键或
点击按钮 ，
完成。
200
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管理器
管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。
创建新，功能同
复制
重命名，便于管理
删除
锁定及解锁，锁定后将不能被修改
修正
退出
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现以为例说明如何 ：
1、选择草绘平面
2、为草绘平面定向
3、草绘截面
4、设置拉伸深度及拉伸方向等
的方法依次为：、、和。
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现以 为例说明如何 ：
1、选择要生成的体，操作完成后体将被删除，只保留
表面。
的方法依次为：、、、、、 和 。
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现以为例说明如何 ：
1、选择草绘平面
2、为草绘平面定向
3、草绘
的方法依次为：、 和。
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与 类似。现以 为例说明如何 ：
1、选择孔的类型：通孔或盲孔
2、选择草绘平面
3、确定孔的方向（反向）
4、选择基准边，并指定距离
5、设置孔的直径
的方法依次为： 、、、和 。
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现以 为例说明如何倒圆角：
1、选择要进行倒圆角的边（按住，左键拾取可
进行多选）
2、指定圆角半径
倒角
倒圆角与 倒直角。
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通常用于简化模型，如去倒角
1、选择要去掉的小面（按住，左键拾取可
进行多选）
去倒角
可以理解为去除小面。
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2、划分网格
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分割，化复为简
拓扑修改，该省就省
网格控制
网格密度
网格划分
网格质量检查
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
线、面、体分割工具，辅助网格划分
基准点、线、面及坐标系等
拓扑修改等，辅助网格划分
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定义切割平面的方法：
一点一法线
三点
一点一边（点要在边上，该边垂直于定义的切割平面）
里只有一个，直接选好切割平面即可完成操作；当里的超过1
个时，还要选择被切割体。
可以被切割成若干个。
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选择作为切割平面的基准面
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选择作为切割平面的实际面
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通过拉伸或扫略形成切割面
1、选择被拉伸或扫略的边
2、指定方向进行拉伸或指定沿某边进行扫略
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通过选定边界形成切割面
1、确定选择边还是顶点
2、选择边界
3、点击鼠标中键或点击 完成。
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对体的表面进行草绘切割
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合并面
按住，依次拾取2个以上的面
合并边
按住，依次拾取2个以上的边
忽略特征
拓扑结构修改
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体网格控制
三维模型单元形状：
仅包含六面体单元
六面体单元为主，楔
形单元为辅
仅包含四面体单元
仅包含楔形单元
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全局网格尺寸指定
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指定边上网格数量
1、选取要单独设置网格密度的边
2、指定边上网格数量
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指定边上网格尺寸
1、选取要单独设置网格密度的边
2、指定边上网格尺寸
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：设置边上网格密度渐变
去除密度设置
去除边密度设置
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网格划分
，即整体划分网格
，即局部划分网格
，即删除整体网格
，即删除局部网格
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网格质量
选择已划好网格的
数保证为0，
数量越少越好。
1
2
3
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3、特性设置
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特性设置
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
已讲，见部分
基准点、线、面及坐标系等
定义材料属性
创建截面属性
分配截面属性
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定义材料属性
密度
杨氏模量 泊松比
2
1
5
3
4
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材料管理器
管理器的功能完全可以在窗口左侧模型树的右键快捷菜单实现。
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创建截面属性
：便于记忆及管理
（种类）和（类型）配合起来指定截面
的类型：
（实体），一般选择默认的（均匀的）。
（壳），包含（均匀的）、（复合的）、
（膜）和（表面）等，一般默认。
（梁）
（其他），即（垫圈）、 （声媒耦合）
等
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创建截面属性
选择已建立的材料
三维模型不需要设置该参数，采用
默认值1即可。
选择已建立的材料
指定厚度
2
1
3
2
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分配截面属性
选择要分配材料的目标体
选择已建立的
未被分配截面属性的呈灰色，
已经正确分配截面属性的呈青色，
被重复分配几种截面属性的呈黄色。
1
2
3
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4、建立装配体
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建立装配体
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
已讲，见部分
基准点、线、面及坐标系等
一个模型只能包含一个装配件， 一个部件可以被
多次调用来组装成装配件，定义载荷、边界条件、
相互作用等操作都在 装配件的基础上进行。
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导入进装配体
在栏进行部件的选取（可多选）
（ ）
默认选项。
（ ）
耗用内存较多，生成的文件也较
大。
实际就是将导入到
在多次调用同一进时应用。
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线性阵列
1、选取要进行阵列的部件实体
2、阵列参数设置，阵列方向、数量、偏移量等
线性阵列
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线性阵列
1、选取要进行阵列的部件实体
2、阵列参数设置，阵列范围（°）、数量、中心轴等
辐射阵列
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平移
1、选取要进行平移的部件实体
2、设置平移量（终点坐标-初始坐标），可以手动输入
点坐标，也可选取部件实体的点
3、预览平移并确认
平移
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旋转
1、选取要进行旋转的部件实体
2、两点法确定旋转中心轴
3、设置旋转角度
4、预览平移并确认
旋转
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平移到
1、选取要进行移动的部件实体上的面
2、选取固定不变的部件实体上的面
3、两点法确定移动方向
4、输入移动后两实体相应两面的间隙距离
平移到，该操作仅适用于实体模型
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定位
面平行
面匹配
边平行
边共线
同轴
点重合
坐标系平行
定位，与 平移到类似
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合并/剪切
合并剪切来生成新
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部件实体 的显示控制
在区域3选择部件后，点
击此按钮，则仅显示选中
的部件。
在区域3选择部件后，点
击此按钮，则选中的部件
被显示，已经显示的部件
仍显示。
在区域3选择部件后，点
击此按钮，则选中的部件
被隐藏。
……
1
2
3
4
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5、定义分析步
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定义分析步
模块专有
已讲，见部分
基准点、线、面及坐标系等
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定义分析步
通用分析步
，显式动力学分析
，线性或非线性静力学分析
……
线性摄动分析步
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静力学分析
，线性或非线性静力学分析
几何非线性的特点是结构在载荷作用过程中产生大的位移
和转动。如板壳结构的大挠度，此时材料可能仍保持为线弹性
状态，但是结构的几何方程必须建立于变形后的状态，以便考
虑变形对平衡的影响。
：简单描述，便于记忆管理。
：静力学问题，采用系统默认值1即可。
：是否考虑几何非线性。
：局部不稳定问题（局部屈曲、表面祛
皱）的处理，即施加阻尼。
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静力学分析
，线性或非线性静力学分析
：选择时间增量的控制方法，默认即可。
：增量步的最大数目。
：初始时间增量、最小时间增量和最大时间增量。
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静力学分析
，线性或非线性静力学分析
求解器
适用于大多数分析，对于大模型分析较快
矩阵存储方式
默认即可 选择求解方法
完全牛顿法
默认，适用于大多数分
析。
准牛顿法
雅克比矩阵对称且在迭
代过程中
变化不大时，能加快收
敛。
接触迭代法
对于几何线性、小滑动、
无摩擦
的静力学问题特别有效。
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显式动力学分析
，显式动力学分析
：对于动力学问题，此处的时间是指实际时间。
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显式动力学分析
，显式动力学分析
，默认选项，即不限制时间增量的上限。
，默认选项。
，趋于保守，得到的
稳定时间增量总是小于整体估算法。
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显式动力学分析
，显式动力学分析
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显式动力学分析
，显式动力学分析
线性体积粘度参数，默认值即可
二次体积粘度参数，默认值，仅适用于
连续实体单元和压容积应变率时。
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6、相互作用
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定义相互作用
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
已讲，见部分
基准点、线、面及坐标系等
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设置接触属性
在定义接触之前，需要先定义相应
的接触属性（摩擦特性、阻尼等）
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设置接触属性
用于定义摩擦系数等摩擦属
性
：默认不考虑摩擦
：主要用于定义摩擦系数
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定义接触
， ，
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定义 （）
4、选择已经定义的接触属性
1、选择主面
2、选择从面的类型，直接点击鼠标中键
或点击
3、选择从面
面面接触对包含一个主面和一个从面，
如果接触对由一刚性面和一可变形面
组成，则定义刚性面为主面。
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定义 （）
选择已经定义的接触属性
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定义约束
约束类型：绑定、 刚体、 显示体、耦合
等
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定义约束
1、选择主面类型为
2、指定主面
3、选择从面类型为
4、指定从面
：位于该公差以外的从面节点将不会被绑定。默
认 ，若主从面间距较大应考虑 。
约束用于将两个区域（面区域或节点区域）绑定在一起。
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定义参照点
建立参照点，刚性面的固定一般需要借助参照点实现。
选取模型上的实际点或直接输入坐标都可建立参照点。
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7、载荷边界
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定义载荷边界
特征修改、删除等，很少用到
模块专有
已讲，见部分
基准点、线、面及坐标系等
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定义边界
1
2
3
4
定义位移/旋转边界（其余类似）
选择要设置边界的体（或面或边或点）
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定义初始状态
定义初始时刻的速度
1
2
3
4
选择要定义初始速度的体（或面或边或点）
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定义载荷
特征修改、删除等，很少用到
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8、提交运算
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创建运算任务
用于指定分配到分析中的内存，视硬件
资源而定。
当分配的内存大于实际分析所需的内存，多余内存的使用设置。
：闲置
：该选项通常能自动提供合理的内存使用，建议采用此默认设置
：将多余内存都用于存储临时文件
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创建运算任务
用于并行运算的设置
设置用于分析的处理器数目，默认
值为1，即不使用并行运算。
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提交运算
进入管理器后
提交运算
查看运算状况
进入后处理模块，查看计算结果
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9、后处理
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后处理
动画
模型显示
坐标系
图表相关
剖面相关
控制选项
进入后处理模块的方法
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后处理
变形量的比例系数控制
模型着色方式，类似 边的显示方式
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后处理
变形量的比例系数控制
显示无变形模型
显示变形后的模型
依次为：
在变形后的模型上 在变形前的模型上 在变形前后的模型上
显示云图 显示云图 显示云图
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云图显示设置
控制是否显示极值点的位置
云图显示设置
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云图输出设置
控制云图输出的内容
可以设置输出为应力云图、应
变云图、位移云图、能量云图
等
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动画观察
保存动画
观看动画
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剖面观察
基础剖面（三选一）
以剖面形式观看
更改剖面的位置
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10、案例分析
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模型导入
导入几何模型
2
1
3
4
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网格划分
进入模块
切换到部件1
设置全局网格密度为2
2
1
3
4
设置厚度方向的网格个数为3
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网格划分
完成网格划分 进行网格质量检查
2
1 3
4 选取已经划好网格的部件，
并点击鼠标中键确认
点击，并在窗口下部查
看网格质量报告
5
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网格划分
切换到部件2 2
1
进行操作，将原复杂切割为下图
若干个简单
设置全局网格密度为2
完成网格划分
进行网格质量检查
3
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网格划分
切换到部件3 2
1
进行操作，将原复杂切割为下图
若干个简单
设置全局网格密度为2
完成网格划分
进行网格质量检查
3
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定义材料
进入模块1
定义3种材料，见下表2
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定义截面属性
对应3种材料，建立3种
1
默认
2
3
选择已建立的材料
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分配截面属性
为各部件指定截面属性
1
已被分割成若干的，要借助或框选
来选取多个。
2
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导入装配件
进入模块1
将3个部件导入到装配件中，
位置在软件已定位好，不必进
行其他操作
2
借助或与鼠标组合进行全
选
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建立分析步
进入模块1 建立分析步，其实就是确定分析类型，
默认
2
设置初始时间增量和最大时间增量，
其余默认
3
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建立约束
进入模块1 建立约束2
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建立约束
选择主面，见右图1
2
3
4
选择从面，见右图
隐藏部件1
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建立边界（板端固定）
进入模块1
建立边界（位移固定）2
选择固定端，
见右图
3
4 约束全部自由度
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施加重力载荷
1施加重力载荷
2
3 重力加速度9810
点击，然后框
选整个模型
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创建作业任务
进入模块1
创建作业任务2
分配分析所用内存，其余默认3
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提交运算
进入管理器1
提交运算2
运算结束后，
进入后处理模块
3
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后处理显示设置
显示设置1
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应力云图
应力云图显示1
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位移云图
结果调用
1
2
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在中操作几何体
第二讲
2006 , .
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概述
• 什么是部件?
• 定义部件
• 几何体的导入和修理
• 利用部件模块工具创建部件
• 练习
什么是部件?
2006 , .
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部件 有限元模型
带有多个区域的部件
壳的厚度: 1mm
壳的厚度: 3mm
什么是部件?
• 部件是创建模型的“积木”。
• 有限元模型中的每个体最终要与
相应的部件相联系。
• 每个部件可以被分区，分成多个
“区域”，并且每个区域必须与
相应的材料和横截面属性相关联。
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可变形部件: 轴机架
离散刚体部件：任意形状的刚
体冲垫（带有可变形的毛坯）
解析刚体部件：旋转的刚性扎滚
（带有可变形的金属原料）
什么是部件?
• 可以创建模型的部件类型
• 可变形部件
• 任意形状的，可以包含不同维数的特
征（实体、表面、线）；在载荷作用
下可以变形。
• 离散刚体部件
• 任意形状的；在载荷作用下不可以变
形。
• 解析刚体部件
• 只可以用直线、圆弧和抛物线创建的
形状；在载荷作用下不可以变形。
定义部件
2006 , .
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定义部件
• 部件和装配件
• 与常用的 程序包相同，基于部件和装配件的
概念。
• 在版本6中，分析产品引入了这样的概念。
• 可以通过三种方法定义部件几何体：
• 直接由创建
• 从系统导入
• 本地的几何体
• 中性格式
• 作为 (孤立)网格导入
• 在同一个模型中，可以混合使用三种方法。
泵的装配件，包括导入的（机盖、
垫圈、螺栓）和孤立的集合体
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定义部件
• 中直接创建的几何体
• 利用部件模块的已有工具创建几何体。
• 被称为几何体。
• 基于 建模引擎。
• 该项技术提供所有的功能。
• 通过部件模型工具创建的部件具有基于特征的特点。
• 特征纪录了设计目的，并包含几何信息，同时它也是管理几何体行为的规则。
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定义部件
• 例如，“贯穿切削”是特征。参数
是直径。
• 即使改变部件的厚度，贯穿切削仍
然贯穿整个部件。
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定义部件
• 参数化，基于特征的建模器适合于创建从简单到相对复杂的分解几何体。
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定义部件
• 导入的几何体
• 导入的几何体没有特征。
• 然而， 的几何体处理功能可以用
于修改导入的几何体；例如，删
除不需要的细节。
• 在包含导入部件的装配件中添加
部件。
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定义部件
• 导入的网格
• 可以从的输出数据库文件中，或者的输入文件中导入网格。
• 节点和单元被作为孤立网格导入。
• 它们没有相关的父几何体。
• 在下一课中将会详细介绍。
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定义部件
• 在拷贝的过程中部件可以被缩放和/或镜像。
• 对于几何体和孤立网格该项功能都有效。
• 不相连的区域可以被分成独立的部件。
• 在孤立网格处将会进一步的讨论。
几何体导入和修理
2006 , .
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几何体导入和修理
• 草图
• 可以导入下列格式的二维草图：
• ()
• ()
• ()
• ()
• 草图可以导出到, , 或 格式。
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几何体导入和修理
• 部件：自带的几何体
• 下列自带的格式可以直接被导入：
• V4 (, , )
• V5 ( )
• (, , )
• ( )
• ( )
• 为 ， V5和提供插件，插件利用中性文件
()格式生成几何体文件。
进气管几何体被导入到
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几何体导入和修理
• 部件：中性格式
• 以下的中性几何体格式的部件可以被
导入：
• ()
• ()
• ()
• ()
• 中的部件可以被导出到这些格式。
从文件导入的手机的前机盖
（感谢）
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几何体导入和修理
对话框 对话框
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几何体导入和修理
• 几何修复
• 对于大多数支持的文件格式，在导入过程中自动修复部件.
• 必须通过几何修理操作使得导入的部件有效.
• 有效的几何体是一个闭合体 (在各个边之间没有缝隙等).
• 只能够对有效的几何模型进行.
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几何体导入和修理
• 手工修理选项
• 对于有效的几何体，有更多的工具可以进行进一
步的修理：
• 通过合并边和表面修理导入的部件。
• 删除表面，并选择是否缝合缝隙。
• 利用已有的边创建表面。
• 利用已有的面创建壳。
• 缝合小的缝隙。
关于几何体的导入和修理在“: ”专题中有更深入的讨论
利用部件模块工具创建部件
2006 , .
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a
1. 选择合适的尺寸和部件类型
2. 后面还可以改变
3. 选择合适基本类型—一旦选定将
不能被修改。
4. 创建部件时，第一个创建的特征
被称为基特征。
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利用部件模块工具创建部件
• 基特征可以是平面的或三维的（拉伸、旋转、或扫略）。基特征也基于
二维平面草图轮廓。
• 因为基特征是部件所有特征的父特征，所以基特征不能被隐藏。如果不
删除整个部件，基特征也不能被删除。
• 定义附加特征，用于修改基特征或为基特征添加细节。
• 可用的特征：实体拉伸，壳，线， 切削，或过渡（导角）。
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基特征和附加特征
利用部件模块工具创建部件
切削特征
线特征
壳特征
导角特征
基特征—
实体拉伸特征
a
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利用部件模块工具创建部件
• “基准”几何体
• 基准是参考几何体，或者把基准作为建模的辅助工具。当部件中不能包含创建
特征必要的几何体时，它可以辅助用户创建特征。
• 基准是部件的特征，它同部件的其它部分一同存在。
• 基准可以显示，也可以不显示。
• 基准特征的类型：点，轴，坐标系，平面。
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利用部件模块工具创建部件
导角
切削
特征
草图轮廓
基准平面
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利用部件模块工具创建部件
• 选择过滤器
• 在创建模型的过程中，需要经常在屏幕中
选择对象。
• 提供一组过滤器，它们使得在视图中选择
对象更加容易。
• 这些选择过滤器允许用户选择的实体类型
包括单元、边、角点等，还在视图中选择
相对位置。
• 用户可以改变拖动-选择区域的形状和行
为。
• 在必要的时候， 工具将会在提示栏中出
现。
Selection Options工具
通过拖动-选择区
域选择的对象
距离屏幕最近的
对象
拖动-选择区域的
形状
外部或内部对
象
对象的
类型
在表面上显示
等值线
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利用部件模块工具创建部件
• 在部件模块中分区
• 分区将部件再细分为不同的区域。每个区域必须指定材料和横截面属性。
• 装配件中每个部件的“实例”将具有同样的分区。
• 区域可以用于创建几何集，还可以用于划分网格。
• 在部件模块创建的几何集在装配件模块中仍然可用。
• 一般在和 模块创建可划分网格的区域效果更好。
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a
软橡胶
带有加强筋的橡
胶
利用部件模块工具创建部件
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利用部件模块工具创建部件
• 草图
• 在定义部件的过程中，草图是用于辅助定义特征几何形状的二维轮廓。
• 草图可以以 ()、 ()、和 ()格式导入。
• 相关内容被转入到，包括线、圆弧和样条曲线。
• 不能被转入的部分将被忽略。
• 还可以利用的创建草图。
• 同其它的草图工具一样， 的包括一张虚拟的图纸。
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创建独立的草图
利用部件模块工具创建部件
• 调用
• 在用户创建基特征时，自动调用 一
张空白的虚拟图纸草图。
• 还可以利用模块创建独立的草图。
该种方法创建的草图不与任何的部
件相关联，但是可以保留，作后继
使用。
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利用部件模块工具创建部件
• 使用
• 工具集提供了基本的绘制工具，它可以绘制相对复杂的草图。
基本的绘图工具
附加工具
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利用部件模块工具创建部件
• 约束
• 约束
• 使几何体符合约束和维数
• 约束定义了几何实体之间的逻辑关系
• 平行, 垂直, 切线, 一致, 同心, 等等.
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利用部件模块工具创建部件
• 约束的例子
等距离
共点 平行
竖直
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利用部件模块工具创建部件
• 约束的例子('d)
垂直
水平
切线
对称
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利用部件模块工具创建部件
• 分析
无约束 (黄色)
完全约束(绿色)
过度约束 (紫色)
, a a
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利用部件模块工具创建部件
• 尺寸
• 在一个草图中可以用数字定义尺寸如大小、角度、距离等.
• 参考尺寸用来在草图中定量注释.
水平尺寸
倾斜尺寸
Angle
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利用部件模块工具创建部件
• 借助功能，可以利用表达式可以在草图中定义函数关系.
这个次序使得开始的参数可以在后面参
数定义时候使用
可以更改的参数
插入语提示这参考尺度
需要一个尺寸参数
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利用部件模块工具创建部件
• 在中，用户可以创建“构造几何
体”：
• 在部件模块工具箱中，同基准几
何体的功能类似。
• 辅助草图实体的定位。
• 不作为有限元模型的一部分。
• 可用的构造几何体包括线和圆。
construction
line
construction
circle
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利用部件模块工具创建部件
• 修整、延展、 打断、合并边
• 修整/延展边
• 将边在交叉点打断
• 自动修整
• 基于预选性
• 并不打断交叉边
• 打断边
• 基于顶点打断边
• 合并边
• 在草图中合并小的边
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利用部件模块工具创建部件
• 草图中的图片
• 能将草图的背景设置成图片
• 能够帮助设计形成任意形状几何体
• 能够通过导入的草图提供给工程师以供反
向修改
• 参数化修改中不久将加入尺寸 (约束)功能
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利用部件模块工具创建部件
• 式样
• 在 中可以创建线性或放射性式样
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利用部件模块工具创建部件
• 用户可以保存草图。在相
同的进程或模型数据库中，
可以利用保存的草图创建
其它的特征。
• 例如，用户可以在几个不
同的部件中重复使用同一
草图孔。
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为基于三维的基特征添加草图
特征
利用部件模块工具创建部件
• 为基特征添加特征
• 在为基特征添加草图特征时，可以
从部件的平面或基准平面选择草图
绘制平面。
• 用户可以通过选择平面和边控制草
图方位。
• 默认情况下，边将会垂直的出现在
草图右侧。
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用于定位草图孔的参考点
利用部件模块工具创建部件
• 将部件所有的已有特征（用户正
在编辑的特征之前已有的特征）
映射到草图平面。
• 对于草图，被映射的特征提供了
参考几何结构。
• 附属边和顶点也可以被映射 (
).
• 用户可以通过线或角点等参考几
何结构进行尺寸标注，进而精确
的定位草图实体。
• 如果需要，还可以平移或转动草
图网格，使得草图网格可以已有
的几何结构对齐。
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利用部件模块工具创建部件
• 复杂的三维形状
• 对于拉伸和旋转，有扭曲选项，可以创建螺纹、
螺旋弹簧和扭曲线等。
• 在拉伸创建部件时，可以利用锥度选项，指定角
度，创建带有锥度的部件。
• 所有基于草图的特征都是通过相同的定义。
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利用部件模块工具创建部件
• 三维线
• 三维线可以作为部件使用，或者在放样操
作用用于创建几何体。
• 可用的选项有两种，包括：
• 样条曲线特征
• 利用三次方样条曲线连接点
• 分段直线特征
• 利用直线段连接点
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利用部件模块工具创建部件
• 放样
• 用户可以利用截面之间的放样表面创建
部件（线、表面/实体边）
• 用户可以控制端部的相切条件
• 可以指定多个控制路径
习题2a: 实体和刚体部件—绞模型
2006 , .
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习题2a: 实体和刚体部件—绞模型
• 在本次习题中，用户将会创建
三个部件。它们分别是右图装
配件中的组件。这些部件将作
为随后的习题中完成建模和分
析的基础。
• 习题任务
• 创建带有润滑孔的绞组件。
• 通过拷贝第一个部件，并删除
润滑孔创建第二个部件。
• 创建刚体销钉。
习题2b: 利用构造线创建部件—斜板模型
2006 , .
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习题2b: 利用构造线创建部件— 斜板模型
• 习题任务
• 利用构造线创建右图中所示的
斜板。
• 使用构造线和尺寸标注创建斜
板。
plan
elevation
习题2c: 创建部件—卡箍和挡片模型
2006 , .
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习题2c: 创建部件—卡箍和挡片模型
• 在本次习题中，用户将要创建
两个部件。它们分别是如右图
装配件中所示的卡箍和挡片。
这些部件将作为随后的习题中
完成建模和分析的基础。
• 习题任务
• 创建可变形的卡箍。
• 创建刚性的挡片。
操作之外创建的模型
三
2006 , .
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概述
• 输入文件的细节
• 导入孤立网格
• 例子
• 练习
输入文件的细节
2006 , .
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输入文件的细节
• 输入文件
• 连接和分析产品和的方法。
• 作业提交之后，生成输入文件。该文件被批处理求解器读入。
• 连接和其它第三方建模程序包的方法。
• 通过输入文件可以导入部分或全部模型。
• 允许方便的使用文件模型。
• 如果需要，可以进行修改：编辑几何体（有限的）；重新定义载荷、接触、输
出等等。（同本身模型一样）
• 可以创建并提交工作步，并交互式监控求解过程。 （同本地模型一样）
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输入文件的细节
• 选项块
• 所有的数据在选项块中定义。选项块描述了问题定义的具体方面，比如单元定
义等等。所有的选项块组合在一起构建了整个模型。
Node option
block
Property reference
option block
Material option
block
Element option
block
Boundary conditions
option block
Contact option
block
Initial conditions
option block
Analysis procedure
option block Loading option block
Output request
option block
模型数据
历程数据
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输入文件的细节
• 关键字行
• 以单个*星号开头，直接跟着选项
名称。
• 可以包含可选的和必需的参数的组
合和参数值，它们之间以逗号分隔。
• 比如：定义一组材料属性的材料选
项块。
关键字
*MATERIAL, NAME=material name
参数 参数值
材料选项块中的第一行
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输入文件的细节
• 数据行
• 对于指定选项定义批量数据；比如，
单元定义。
• 关键字行可以有许多与之相关的数
据行。
• 比如：通过单元选项块，指定单元
类型、单元号和节点连接关系定义
单元。
*ELEMENT, TYPE=B21
560, 101, 102
564, 102, 103
572, 103, 104
关键字行
数据行
节点号（对于B21单元是必
需的）
单元号
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输入文件的细节
• 带有注释的输入文件
• 模型数据
• *
•
• , N,
• *
• 1, ,
• .
• .
• 11, ,
• *,
• 11,
• *, 21,
• 1, 1, 3
• .
• .
• 5, 9, 11
• * , , , 1
• ,
• **
• *, 1
• *
• ,
• *
• 1,
注释行
属性参考选项块
标题选项块
节点选项块
节点集定义
单元选项块
材料选项块
固定边界条件选项块
该行将会出现在每个输出页上。
弹性子选项块
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• 历程数据
• *
•
• *
• *
• 11, 2,
• *, , 10
• * ,
• *, , 1
• * ,
• U
• * , 10
• S, E
• * , 5
• U
• *
历程数据以第一个 * 选项开
始
输入文件的细节
历程数据以最后一个* 选项结
束
导入孤立网格
2006 , .
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导入孤立网格
• 可以通过输入文件()或输出数据
库文件()导入已有网格。
• 被导入的网格被称为孤立网格，
因为它没有父几何体。
防护罩的导入网格
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导入孤立网格
• 从输入文件中可以导入的功能包括：
ABAQUS
input file
Nodes
Elements
Node and element sets
Procedures
Output requests
Amplitudes
Loads
Boundary conditions
Surfaces
Materials
Sections
Interactions
Interaction properties
Monitor variables
Adaptive mesh controls
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导入孤立网格
• 默认情况下，导入的网格被认为是单个的部件。
• 然而，部件拷贝（ ）工具可以将模型中不相连的区域分成单独的部件。
利用模型导入功能，利用ABAQUS/CAE从输入
文件导入制动销装配件。
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导入孤立网格
• 编辑孤立网格
• 尽管孤立网格没有相关联的几何体，在部件模块内
仍然可以对网格进行修改。
• 提供一组网格编辑工具。基本的功能包括：
• 创建节点或单元
• 对于一组节点改变一个或多个坐标。
• 可以使用局部坐标系
• 检验和翻转壳单元法向
• 将一阶单元转为二阶，或将二阶单元转为一阶
• 对平面、三角形孤立网格进行网格重划分。
用于处理不良几何形状的更加
高级的网格编辑工具在 “:
” 讲座中有更详细的介绍
Allows you to easily
correct mistakes
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导入孤立网格
• 移动节点
• 用户可以指定任意一种移动节点的方法：
• 新的坐标或
• 在任意坐标系中，坐标的改变 （偏置） , , , , , 等等。
• 在不需要重新选择节点的前提下，可以进行连续的增量变化。
• 创建单元
• （提示）按钮将显示选定单元形状的节点顺序。
• 检测无效的单元。
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导入孤立网格
• 为平面孤立网格重新划分网格
• 网格或者包含一阶或者包含二阶三角形单元；网格重划分基于边界的尺寸或新
的一致总体尺寸。
• 将保留所有的材料面积。
导入孤立网格质量较差
在中重新分网
例子
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例子
• 孤立网格导入/编辑
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例子
• 泵支架(’d)
• 删除单元
• 可以利用选择过滤器选择肋部单元并删除
这些单元。
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• 泵支架(’d)
• 编辑节点
• 通过局部圆柱坐标系可以修改孔的内
直径。
习题3: 孤立网格编辑—泵模型
2006 , .
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习题3: 孤立网格编辑—泵模型
• 在本次练习中，用户可以编
辑泵模型的网格。
• 习题任务
• 导入网格。
• 删除肋片。
• 修改中心孔的直径。
中的材料属性和装配件
第四讲
2006 , .
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概述
• 定义并分配材料属性
• 材料评估
• 什么是装配件?
• 定位部件实例
• 布尔操作
• 陈列
• 装配件集和表面
• 显示组
• 色彩编码
• 练习
定义并分配材料属性
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定义并分配材料属性
• 材料属性
• 广泛的材料库包含几乎所
有的材料模型。
• 用户以求解器所需的格式
输入材料数据。
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定义并分配材料属性
• 截面属性
• 包括附加尺寸，或为变形体分配材
料属性的单元类型信息。
• 参考材料定义。
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• 为区域分配截面属性
• 变形体的每个区域必须引用包含材料定义的截面属性。
车架模型可能的部件、截面和材料
定义并分配材料属性
Part region 1:
left fender
Part region 2:
right fender
Part region 3:
hinge
Material 1:
steel
Shell section 1 Solid section 1
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定义并分配材料属性
• 对于被赋予截面属性的部件，提供了一个视觉上的反馈
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定义并分配材料属性
• 定义表面增强
• 表面增强定义了连接到已有部件表面
的表面，并制定它的工程属性。
• 三维部件的表面或二维部件的边都可
以用于表面增强。
• 生成与连续体单元共享节点的壳或薄
膜单元。
用实体蜂窝状中心和铝蒙皮建模的机翼
铝蒙皮
实体蜂窝状中心
在创建集时，使用选择
选项选择skins。
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定义并分配材料属性
• 定义局部材料方向
• 利用基准工具集中可用的工具，可以创建
所需的基准坐标系。
• 利用从视图中选择基准坐标系的办法，可
以为壳或实体区域指派材料方向。
• 在同一装配件中，所有相关联的实例自动
继承材料方向。
• 可以利用查询工具查询材料方向的分配情
况。
材料评估
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材料评估
• 超弹性材料的曲线
拟合能力，可以允
许用户对实验数据
比较不同超弹性模
型的拟合结果。
什么是装配件?
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什么是装配件?
• 装配件中包含有限元模型中所有的几何体。
• 每个模型包含一个装配件。
• 即使用户已经创建一些部件，在没有创建部件实例之前，装配件是空的。
• 装配件不直接包含部件；它包含的是部件的“实例”。
• 为方便起见，实例可以被显示或隐藏。
• 下面的观点解释了部件，部件实例和装配件之间的关系。
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什么是装配件?
• 部件
• 用户在部件模块创建部件。
• 每个部件是独立的几何实体，它的
修改或操作独立于其它部件。
• 每个部件只存在于它自己的坐标系
中，与其它部件无关。
• 每个部件都要引用参考截面属性。
例子: 模拟泵支架的三个部件
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什么是装配件?
• 部件实例和装配件
• 用户在组装模块创建部件实例。
• 实例与它的原始部件保持相关性。
• 用户可以将一个部件多次实例化，并将同一部件的多个实例进行组装。
• 部件的每个实例与在属性模块中分配给部件的截面属性相关。
• 用户可以在全局坐标系中定位部件实例，形成装配件。
• 用户可以在部件模块中修改原始的部件。回到组装模块之后， 将自动的更新
每个部件的实例。
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什么是装配件?
• 依赖和不依赖的部件实例
• 你可以创建依赖或不依赖的部件实例.
• 不依赖的实例是部件的一个有效的拷贝并能被修
改.
• 依赖的部件共享原始部件的几何以及网格同时不
能被修改.
• 缺省的创建依赖的部件实例.
• 依赖和不依赖的部件实例的含义将在分网一节详
细讨论.
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什么是装配件?
• 例子：婴儿四轮车的装配件
车身的一个实例
轴的两个实例
轴支座的四个实例
把手的一个实例
轮子的四个实例
当部件定义变化时，轮子的实例
自动更新
定位部件实例
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定位部件实例
• 在组装模块中，定位是主要的任
务。两种一般的方法：
• 绝对定位
• 相对定位
• 绝对定位不是装配件的特征：
• 平移
• 旋转
• 用另外的部件替换已有部件
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定位部件实例
• 绝对定位: 平移
• 接触定位约束将选定的表面或边，
沿着选定向量方向，将可移动部
件实例平移到与固定部件实例接
触的位置。如果需要，用户还可
以指定两个接触表面或边的间距。
平移向量
选定的边
接触点
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定位部件实例
• 利用定位约束进行相对定位
• 相对定位约束：
• 在两个几何部件实例之间定义几何关系。
• 在装配件中，定义部件实例必须遵从的规则。比如，一个表面必须与另一个表
面平行。
• 是装配件的特征。对于相对定位约束，可以进行编辑、隐藏、删除等操作。
• 在一些情况下，可能会与已有的定位约束冲突。比如，让一个表面同时平行于
另外两个表面。
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定位部件实例
• 表面平行约束
（只限三维部件实例）边平行约
束同表面平行约束类似，并且二
维和三维部件实例都可以使用。
• 将旋转可移动的部件，直到两个
选定的表面平行，并且箭头指向
相同的方向。
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定位部件实例
• 面到面约束
（只对三维部件实例有效）边到
边约束同面到面约束类似，并且
二维和三维部件实例都可以使用。
• 旋转可移动部件实例，直到两个
选定的表面平行，并且箭头指向
相同的方向。另外，被移动部件
实例的平移距离应满足指定的间
距。
选定的表面
固定的部件实例
可移动的部件实例
平面视图 平面视图
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定位部件实例
• 共轴约束
（只对三维部件实例有效）
• 旋转并平移可移动部件实例，
直到两个选定的面共轴，并且
箭头指向相同的方向。
选定的表面
旋转轴
固定部件实例
旋转轴
可移动部件实例
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定位部件实例
• 重合点约束
• 将可移动部件实例中选定的点与固定部件实例中选定的点重合。
• 平行坐标系约束
• 将可移动部件实例中选定的基准坐标系与固定部件实例中选定的基准坐标
系平行。
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冲突定位约束的例子
定位部件实例
• 冲突的定位约束
• 在一些情况下，新的定位约束可
能与其它的定位约束相互冲突。
• 在这些情况下，允许用户将前面
定义的相对约束转化为绝对约束
。
平行表面约束
1
平行表面约束
2
固定的
可移动的
可移动的
固定的
布尔操作
2006 , .
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布尔操作
–利用部件布尔工具，用户可以通过合并或
切削部件实例创建新的部件。
–合并操作还可以被应用与孤立网格。
–在这种情况下应用节点等价。
阵列
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阵列
• 被选中的部件实例可以采用线性或
圆周的阵列来进行多次拷贝.
装配件集和表面
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装配件集和表面
• 装配件集利用一个或多个部件实例定义区域，这些区域可以用来定义：
• 载荷和边界条件
• 在分析过程中生成输出
• 装配件表面利用一个或多个部件实例定义区域，这些表面可以用来定义：
• 接触
• 分布载荷
• 当一定的几何组具有多个使用目的时，装配件集合表面定义将非常有用。
• 注意： 一般情况下，集或表面比直接利用鼠标选择几何体定义载荷、边
界条件和场会更方便。此外，定义集还可以为结果的可视化处理提供标识。
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装配件集和表面
• 装配件集和表面可以利用或 工具创建
• 在, , 和模块具有同样的集和表面工具。
• 在装配件模块定义的集和表面，在所有四个装配件相关的模块中同样有效。
• 可以用集和表面管理器对集和表面进行管理。
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装配件集和表面
• 在部件或属性模块创建的部件集在装配件相关的模块中同样有效。
• 在装配件相关的模块中，这些集是只读的。
• 在装配件相关的模块中，用户不能通过集管理器访问由部件模块创建的集。
• 通过点击提示栏中的，从弹出的 对话框选择集，可以在相应的建模过程
中选择符合条件的部件集。
显示组
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显示组
• 在的每个模块中显示组都是可
用的。
• 显示组即可以包含几何实体，
又可以包含有限元实体，比如
单元、节点和表面。
• 显示组可以基于前面保存的显
示组。
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显示组
• 创建显示组的多种方法
主菜单 工具栏（1）
工具栏
（2）
色彩编码
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色彩编码
• 可以根据显示实体的属性选择色彩
• 部件, 部件实例, 截面, 材料, 单元类型, 等.
通过下拉菜单快
捷编辑
习题4a: 分配材料属性和定义装配件—绞模型
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习题4a: 分配材料属性和定义装配件—绞模型
• 习题任务
• 为可变形的绞部件创建材料定义。
• 通过引用材料定义创建截面定义。
• 为绞部件分配截面定义。
• 在装配件模块中，利用绝对定位约束和
相对定位约束的组合定位部件实例。
习题4b: 分配材料属性和定义装配件—卡箍和挡
片模型
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习题4b: 分配材料属性和定义装配件—卡箍和挡片模型
• 习题任务
• 为可变形的卡箍部件创建材料定义。
• 通过引用材料定义创建截面定义。
• 为卡箍部件分配截面定义。
• 在装配件模块中定位部件实例。
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Introduction to ABAQUS/CAE
