在前段時(shí)間用ABAQUS模擬沖擊中，看文獻(xiàn)中描述沖擊錘以及邊界支座多采用剛體模擬。上網(wǎng)搜索了一下，剛體模型一般用于接觸分析中，由于剛體運(yùn)動(dòng)是由一個(gè)積分點(diǎn)控制，相比變形體，計(jì)算成本會(huì)低一些。而ABAQUS中提供了2種剛體類型：離散剛體和解析剛體，二者有一些共同點(diǎn)也有不同點(diǎn)，下面將對(duì)比介紹一下。

1. 離散剛體與解析剛體都是通過一個(gè)參考點(diǎn)來控制剛體的運(yùn)動(dòng)，計(jì)算時(shí)只是在參考點(diǎn)上積分，而剛體的外形只是用于判斷接觸面。

2. 在Part或者Property模塊中，通過Tool---Reference Point來指定參考點(diǎn)；在Property模塊中，通過Special---Inertia來設(shè)置積分點(diǎn)上的質(zhì)量或者轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；在Load中，邊界條件、荷載以及速度均施加在這個(gè)參考點(diǎn)上。

3. 二者均不需要賦予材料屬性和截面屬性。

1. 建模方面

二者可創(chuàng)建的形狀有一定差異。離散剛體可創(chuàng)建的形狀與變形體一樣，能夠創(chuàng)建復(fù)雜一些的形狀。二維離散剛體可創(chuàng)建wire和point，三維離散剛體可創(chuàng)建solid、shell、wire和point。

但需要注意，離散剛體中只有shell和wire類型才能設(shè)置為剛體單元類型，如果是solid類型，在Instance模塊將無法創(chuàng)建Instance，出現(xiàn)如下提示：

所以在創(chuàng)建solid的離散剛體后，需要通過在Part模塊中Shape---Shell---From Solid，將solid轉(zhuǎn)為shell類型。

而解析剛體中，二維模型只能使用wire，三維模型只能用殼體的拉伸和旋轉(zhuǎn)。

2. 網(wǎng)格方面

離散剛體需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格，注意此時(shí)能劃分網(wǎng)格的離散剛體必須是shell或者wire類型，如果是solid是無法劃分網(wǎng)格的，出現(xiàn)如下提示：

這時(shí)需要將solid轉(zhuǎn)為shell，通過在Part模塊中Shape---Shell---From Solid，將solid轉(zhuǎn)為shell類型。

而解析剛體不需要?jiǎng)澐志W(wǎng)格。

3. 計(jì)算速度

一般在不考慮溫度的情況下，解析剛度的計(jì)算速度會(huì)比離散剛體快。

4. 結(jié)果提取

離散剛體可以提取出剛體接觸面的切向和法向的力和應(yīng)力，以及參考點(diǎn)上的約束反力等計(jì)算量。

而解析剛體由于沒有劃分網(wǎng)格，只能得到參考點(diǎn)上的計(jì)算結(jié)果，接觸面的接觸力和接觸壓力只能從與解析剛體接觸的變形體區(qū)域獲得。

對(duì)于形狀復(fù)雜的剛體還是需要采用離散剛體建模，一般在文獻(xiàn)中看到的多采用這種。如果形狀簡(jiǎn)單，可采用解析剛體。當(dāng)采用解析剛體時(shí)，最好提前定義可提取接觸力的set或者surface，這樣方便后處理提取接觸力等計(jì)算結(jié)果。

采用這兩種剛體類型時(shí)，要在Property模塊中指定剛體的參考點(diǎn)和質(zhì)量，如果需要還要添加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。另外要注意邊界條件是施加在剛體的參考點(diǎn)上，而不是剛體本身。