2.5 装配模块
在模块列表中选择装配,即进入装配功能模块。在部件功能模块中创建或导入部件时,整个过程都是在局部坐标系下进行的。对于由多个部件构成的物体,必须将其在统一的整体坐标系中进行装配,使之成为一个整体,这部分工作需要在装配功能模块中进行。
提示:一个模型只能包含一个装配体,一个装配体可以包含多个部件,一个部件也可以被多次调用来组装成装配件。即使装配件中只包含一个部件,也必须进行装配,定义载荷、边界条件、相互作用等操作都必须在装配件的基础上进行。
2.5.1 部件实体的创建
装配的第一步是选择装配的部件,创建部件实体。具体操作方法是:执行Instance(实体)→Create(创建)命令,或单击工具区中的Create Instance(将部件实例化)图标,弹出Create Instance对话框。
该对话框包含3部分,其中部件选项组内列出了所有存在的部件,单击鼠标左键进行部件的选取,可以单选,也可以多选,只不过多选时在单击的同时要借助Shift键或Ctrl键。
实体类型选项组用于选择创建实体的类型,包含以下两个选项。
Dependent(mesh on part):用于创建非独立的实体部件,为默认选项。
当对部件划分网格时,相同的网格被添加到调用该部件的所有实体中,特别适用于线性阵列和辐射阵列构建部件实体。
Independent(mesh on Instance):用于创建独立的部件实体,这种实体是对原始部件的复制。
此时,用户需要对装配件中的每个实体划分网格,而不是原始部件。此外,Auto-offset from other instances选项用于使实体间产生偏移而不重叠。
最后,单击OK按钮,完成实体的创建。
工具区和主菜单中没有删除实体等工具,一旦创建部件实体后,可以在模型树中进行这些操作,具体操作为在模型树中单击该模型装配前的展开该列表,再单击实例前的,鼠标指向需要操作的实体,单击鼠标右键,弹出快捷菜单中的Delete命令用于删除该实体(如图2-27所示), Suppress和Resume命令分别用于抑制和恢复该实体的选择。
图2-27 快捷菜单
部件实体创建完成后,其实体类型可以修改,方法为在模型树中选择该部件实体,单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单(如图2-27所示)中选择Make Independent或Make Dependent命令,即可改变实体的类型。
ABAQUS/CAE还提供以阵列形式复制部件实体,包含线性阵列和环形阵列两种模式,分别介绍如下。
1.线性阵列模式
执行Instance(实体)→Linear Pattern(线性阵列)命令,或单击工具区的Linear Pattern(线性阵列)图标,在视图区单击鼠标左键选取实体,单击提示区的OK按钮,弹出Linear Pattern对话框(如图2-28(a)所示)。该对话框包括如下几个选项。
图2-28 Linear Pattern和Radial Pattern对话框
Direction 1(方向1)选项组:用于设置线性阵列的第一个方向,默认为X轴。
Direction 2(方向2)选项组:用于设置线性阵列的第二个方向,默认为Y轴,其选项与方向1完全相同,不再赘述。
Preview(预览)复选框:用于预览线性阵列的实体,默认为选择预览方式。
完成设置后,单击OK(确定)按钮,完成线性阵列的实体创建操作。
2.环形阵列模式
执行Instance(实体)→Radial Pattern(环形阵列)命令,或单击工具区的Radial Pattern(环形阵列)图标,在视图区单击鼠标左键选取实体,单击提示区的Done按钮,弹出Radial Pattern对话框,如图2-28(b)所示,其设置与线性阵列模式类似,不再赘述。
2.5.2 部件实体的定位
创建了部件实体后,可以采用多种工具对实体进行定位,下面分别进行介绍。
1.平移和旋转工具
使用平移和旋转工具可以完成部件实体在任何情况下的定位,常用工具有平移、旋转、平移到。下面分别对这些工具进行介绍。
(1)平移
执行Instance(实体)→Translate(平移)命令,或单击工具区的Translate(平移实例)图标,在视图区单击鼠标左键选取实体,单击提示区的Done按钮。
有两种方法实现部件实体的平移。
按提示输入平移向量起点的坐标(如图2-29所示),按Enter键,继续在提示区输入平移向量终点的坐标(如图2-30所示),再次按Enter键。
图2-29 提示平移向量起始点的坐标
图2-30 提示平移向量终点的坐标
在视图区中选择部件实体上的一点,接着在视图区中选择部件实体上的另一点。此时,视图区中显示出实体移动后的位置,单击OK(确定)按钮,完成部件实体移动。
(2)旋转
执行Instance(实体)→Rotate(旋转)命令,或单击工具区的Rotate(旋转实例)图标,单击要旋转的部件,单击鼠标中键,此时,提示输入旋转轴的起始坐标,输入后单击鼠标中键,提示输入旋转轴的终点坐标,输入后单击鼠标中键,提示输入旋转角度,如图2-31~图2-33所示。
图2-31 提示输入旋转轴的起始坐标
图2-33 提示输入旋转角度
图2-32 提示输入旋转轴的终点坐标
(3)平移到
执行Instance(实例)→Translate to(平移到)命令,或单击工具区的Translate to(平移到)图标,在视图区单击鼠标左键选取移动实体的边(二维或轴对称实体)或面(三维实体),单击提示区的Done按钮,再选取固定实体的面或边,单击提示区的Done按钮。类似于平移工具,选取平移向量的起止点。
之后,需要在提示区输入移动后两实体的间隙距离,负值表示两实体的重叠距离,默认为0.0,即选取的两实体的面或边接触在一起,单击Done按钮,确认本次操作。
2.约束定位工具
ABAQUS/CAE提供了一系列约束定位工具,包括在约束菜单和展开工具条中。或单击菜单栏中的Constraint(约束)菜单,如图2-34所示。
图2-34 约束菜单列表
提示:这组工具与平移工具类似,都是通过指定两个部件实体间的位置关系来移动其中一个实体;不同的是约束定位操作可以撤销和修改。
在模型树中选择Assembly(组装)→Position Constraints(位置约束)节点,选择已经定义好的位移约束类型后单击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择Delete命令(如图2-35所示)用于删除该约束定位操作,Suppress和Resume命令用于抑制和恢复该约束定位操作。
图2-35 命令菜单
双击已经定义好的位置约束类型,ABAQUS会弹出如图2-36所示的Edit Feature对话框,对已经定义好的约束类型进行确认和修改。
图2-36 Edit Feature对话框
提示:单独的约束定位操作很难对部件实体进行精确定位,往往需要几个约束定位操作的配合才能精确地定位部件实体。
2.5.3 合并/切割部件实体
当装配件包含两个或两个以上的部件实体时,ABAQUS/CAE提供部件实体的合并和剪切功能。对选择的实体进行合并或剪切操作后,将产生一个新的实体和一个新的部件。
具体操作为:执行Instance(实体)→Merge/Cut(合并/切割)命令,或单击工具区中的Merge/Cut Instance(合并/切割实体)图标,弹出Merge/Cut Instances对话框(如图2-37所示)。
图2-37 Merge/Cut Instances对话框
Merge/Cut Instances对话框中各选项含义如下。
Part name(部件名):用于输入新生成的部件的名称。
Operations(运算):用于选择操作的类型。
Merge(合并):用于部件实体的合并。
Cut geometry(切割):用于部件实体的剪切,仅适用于几何部件实体。
Options(选项):用于设置操作的选项。
Mesh(合并结点):用于选择结点的合并方式,适用于带有网格的实体,如图2-37(b)所示。
Tolerance(容差):用于输入合并结点间的最大距离,默认值为1×10-6,即间距在1×10-6内的结点被合并,适用于带有网格的实体,如图2-37(b)所示。
设置完Merge/Cut Instance对话框后,单击Continue按钮,视图区选择需要操作的实体,单击提示区的Done按钮,ABAQUS/CAE进行合并或剪切运算。