Abaqus中点面耦合约束的荷载单位解析

该同学向我提问：在ABAQUS中，点面耦合时在点上施加的力荷载是N的单位还是Pa的单位呢？

我当时一看到这个问题，就想到的肯定是N的单位（当然经过试验这也确实是正确答案，如果大家只是看答案的话，那么接下来的内容也不必再看了，感谢大家），毕竟施加的荷载名称是concentrated force，并且我们平时在给耦合点施加位移荷载时，得到的反力也是N的单位。但是该同学纠结于一句话，那就是点面耦合之后，我加到点上的荷载，就相当于加到面上，那是不是我施加到面上的每一点荷载都是N，那么分布开来应该是N/m²，或者N/mm²，即压强单位。

想解答这个疑问其实很简单，只需要建立三个简单的模型（其实更简单的方法只需要建一个表面比单位尺寸（1*1）大一定数量的块体，而后通过对耦合点施加力荷载，看其结果分析量级即可知道答案，但是为了防止偶然性（即单位尺寸的模型），本帖借鉴”Yy“同学的做法，建立三个模型），模型如下：建立100*100*100mm的立方体，随便给一个材料，立方体下表面完全约束，三个模型网格尺寸相同，分别施加三种上表面力荷载：

1，点面耦合的模型，在耦合点施加数值为-200的荷载，如下所示：

最终得到应力状态如下：

此结果的点面耦合为运动分布，运动学耦合将耦合节点的运动约束为参考节点的刚体运动。该约束可以应用于耦合节点上相对于全局或局部坐标系的用户指定的自由度。

我们可以再做一个连续分布的模型，加相同荷载，得到结果：

2，复制上文模型，将点面耦合即相应荷载删除，在块体上表面施加数值为200的压强，得到结果：

可以看到，二者并不在一个数量级，至少可以确定点面耦合施加的力不是压强单位，谨慎起见，再复制模型2，将压强分布改为总力分布（即此刻的200为N的单位，均分为压强施加到上表面），得到结果如下：

可以看到，压强总力施加与点面耦合施加所得到的结果在一个数量级，且与点面耦合的连续分布结果一致。

最终得出点面耦合施加的荷载单位为力的单位，即N。

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