ABAQUS中模拟弹簧的两种有效方法

在利用ABAQUS对复杂结构进行有限元分析时，通常会使用弹簧单元进行刚度等效或减振隔离装置的模拟。

下面将以图中所示模型为例，介绍ABAQUS中两种定义弹簧的方法：

一、问题描述

1）基础尺寸：

图中所示模型由两个Part组成且二者形状尺寸完全一样，间距5mm；

2）连接关系：

Part2模拟地基，Part1模拟被隔离的设备，四个角点处分别通过弹簧连接模拟减振器；

3）边界条件与载荷

Part2下表面固定，Part1上表面施加0.05Mpa的均布压力。

二、模拟弹簧的方法

方法一：定义Spring单元

在ABAQUS/CAE中进入Interaction模块，在菜单栏中选择Special>Springs/Dashpots>Manager，进入弹簧阻尼单元管理器，点击Creat创建Connecttwo points弹簧，依次选择Part1和Part2相对应的两个角点，确定后输入弹簧刚度10N/mm，点击OK完成Spring单元的定义。

一、问题描述

1）基础尺寸：

图中所示模型由两个Part组成且二者形状尺寸完全一样，间距5mm；

2）连接关系：

Part2模拟地基，Part1模拟被隔离的设备，四个角点处分别通过弹簧连接模拟减振器；

3）边界条件与载荷

Part2下表面固定，Part1上表面施加0.05Mpa的均布压力。

二、模拟弹簧的方法

方法一：定义Spring单元

在ABAQUS/CAE中进入Interaction模块，在菜单栏中选择Special>Springs/Dashpots>Manager，进入弹簧阻尼单元管理器，点击Creat创建Connecttwo points弹簧，依次选择Part1和Part2相对应的两个角点，确定后输入弹簧刚度10N/mm，点击OK完成Spring单元的定义。

1）创建WireFeature方法二：定义WireFeature

在ABAQUS/CAE中进入Interaction模块，在工具条中选择（CreatWire Feature），在弹出的对话框中点击“+”，依次选择Part1和Part2相对应的两个角点，点击OK确定；

2）为WireFeature赋予属性

在Interaction模块下点击工具条中的（CreatConnector Section），将ConnectionCategory选择Basic，Translationaltype选择Cartesian，并点击Continue…；在弹出的EditConnector Section对话框中设置其为线性（Linear），方向为Z向（F3），大小为10N/mm，点击OK确定。

在Interaction模块下点击工具条中的（CreatConnector Assignment）赋予属性，选择步骤（1）中创建的WireFeature，点击中键确认，在弹出的对话框中选择前面创建好的Section并点击OK确认。

三、结果分析

采用上述两种方法定义弹簧，并为模型定义边界条件和载荷进行静态分析。通过观察变形云图可以看出，两种模拟弹簧的方法所起到的效果是一致的。

需要注意的是，虽然两种方法的作用一致，但是方法二在一些情况下使用更加方便，即方法二可以同时定义三个方向的刚度，而且可以模拟非线性弹簧，此外还可以同时定义线性或非线性阻尼等，这对于分析带有减振装置的复杂结构是十分便捷的。

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