奇妙的abaqus hinge 連接器單元(一)

封面圖片是一款叫做hinge的約會軟件的logo。。。一個冰冷的機械結構居然能和約會聯系在一起--!

別說,還挺形象的,戀愛的男女就像hinge的兩片合頁繞著同一個軸轉動。。。

說正題~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Hinge 連接器作為abaqus連接器的一種,其實很好理解,因為我們很容易將這種連接形式具象化:現實世界中合頁組件出現在我們生活中的方方面面:車門、家門、各種柜門、計算機的轉軸、折疊手機等等,凡是涉及到開合的機械結構,很難繞過hinge,也正因為此,hinge是仿真中較常用到的一種連接器。

如果不深究,hinge的設置在abaqus中非常簡單,無非建點——連線——加hinge,定參考軸,特殊的可能再加上剛度、阻尼等。但是仔細研究一下,就會發現非常有趣的現象。比如下面這個結構:

11.png

非常簡單和典型的hinge結構,建模過程就不再詳述。

當固定一端,然后在hinge上加connector displacement后,另一端就會繞軸旋轉。問題來了:另一端會怎么轉?先隨意加一個位移約束,結果顯示hinge是順時針轉動的(正對xy平面沿z負向),為什么呢?

a1b2zp 00_00_00-00_00_30.gif


那和hinge定義軸向有關嗎?上圖的結果的hinge局部坐標x軸定義為全局坐標z軸正向,如果指向負向會不會有變化?結果:

a1b2zn 00_00_00-00_00_30.gif

果然部件開始逆時針轉動。

原模型中線特征端點1在左邊部件上,端點2在右邊模型上,如果在第二個模型基礎上再調換一下線特征兩個端點的順序:

奇妙的abaqus hinge 連接器單元(一)的圖4

結果:

a2b1zn 00_00_00-00_00_30.gif

運動又變回最初狀態了。

在此基礎上再把局部坐標軸x改回z軸正方向:

a2b1zp 00_00_00-00_00_30.gif

又變了。。。。

整個變化過程是這樣的:

原模型:轉軸z正向、線特征從左到右(左上),順時針

第一次調換:轉軸轉換方向(右上),逆時針

第二次調換:線特征調換端點(右下),順時針

第三次調換:轉軸再次轉為z正向(左下),逆時針

Hinge究竟是要往哪轉?怎么決定的?如何才能知道自己定義的hinge是如何運動的?

上面是線特征和轉軸重合的一般情況,假如不重合的條件下,新建一個模型測試一下:

奇妙的abaqus hinge 連接器單元(一)的圖7

兩部件分布在xy平面,仍舊認為繞z軸轉動,固定其中一個部件,加connector displacement。分別固定左邊和右邊部件,出現了完全不同的運動模式:

all2 00_00_00-00_00_30.gif

固定右邊部件,左邊開始自轉,固定左邊部件,右邊部件開始繞左邊部件公轉,,這又是鬧哪樣?

右邊那個公轉的模型,像不像綠巨人扔起洛基?

luoki.gif

為什么同一個hinge 連接器,調換一下順序就發生這么多奇怪的事情,發現這個現象的時候,內心是不是和躺在地上的洛基一樣懵圈。。。

在《奇妙的abaqus hinge 連接器單元(二)》里我們嘗試解答吧。

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