Abaqus基础知识系列讲堂（5）：Abaqus/CAE中的约束

当用户在Abaqus/CAE的Part模块中建模时，会进入到绘制草图界面，并看到下列3种约束（Constraint约束、Dimension约束和Parameter约束），如图1所示，下面详细介绍一下3种约束的用法和注意事项：

图1  3种约束1） Constraint 约束：与Constraint 约束相关的按钮为

（Auto-Constrain）和

（Add Constraint），其功能为：通过逻辑关系控制各个几何对象的位置和尺寸。例如，如果为两个圆定义了同心约束，当修改其中一个圆的位置时，另一个圆也会随之一起移动。表1列出了所有的 Constraint 约束类型的表示符号及功能。表 1  Abaqus/CAE 中的 Constraint 约束Constraint约束类型表示符号功能Coincident（共点）O使所选择的对象共点Concentric（同心）⊙使所选择的各个圆弧或圆同心Equal length（等长）/使所选择的各个线段等长Equal radius（半径相同）—使所选择的各个圆弧或圆半径相同Fixed（固定）

使所选择的圆弧或圆的半径、直线的角度、顶点位置保持固定不变Horizontal（水平）H使所选择的线与草图的 X 轴平行Equal distance（等距离）

使所选择的顶点与两个顶点或两条线的距离保持相等Parallel（相互平行）∥使所选择的各条线相互平行Perpendicular（相互垂直）⊥使所选择的各条线相互垂直Symmetry（对称）

使所选择的对象关于某个对称轴对称Tangent（相切）‖使所选择的对象在其最相近的点相切（这些对象中至少要包含一条曲线）Vertical（竖直）V使所选择的线与草图的 Y 轴平行注：如果在草图中定义了多种约束，Abaqus/CAE 会自动决定如何移动各个对象，使其同时满足多种约束。2） Dimension 约束与 Dimension 约束相关的按钮为

（Auto-Dimension）、

（Add Dimension）和

（Edit Dimension Value），其功能为：为草图中的对象添加尺寸标注，从而定义线与线之间的长度、角度、距离等。Dimension 约束包括以下类型：a）水平标注、垂直标注、模糊（oblique）标注：两个点、两条线或一个点和一条线之间的直线距离；b）角度标注：两条线之间的夹角（总是以度为单位）；c）半径标注：圆、弧或圆角的半径。3） Parameter 约束相关的按钮为

（Parameter Manager），其功能为：为尺寸标注或常数定义参数名称，用来建立几何对象之间的参数关系，其中每个参数都有自己的名字，可以定义复杂的约束表达式，当几何对象之间的约束关系比较复杂时，应选用这种约束类型，如图1所示：

图1  Parameter定义利用上述3种约束，可以快速绘制草图。它们的区别如下：Constraint 约束是通过逻辑关系定义各个几何对象之间的位置和尺寸，不涉及数值关系；Dimension 约束和Parameter 约束则是定义各个几何对象之间的数值关系或参数表达式。『相关知识』1、每个约束都会消除相应几何对象的自由度，因此要避免在同一个自由度上定义多个约束（注意：这里的“约束”和“自由度”都是绘制草图过程中的概念，不是通常意义上的节点和单元上的约束和自由度）。如果几何对象显示为绿色，表明它已经受到完全约束，如果再为其定义约束，就会出现过约束。过约束会被显示为紫色。2、出现过约束时，可以采用下列解决方法：1）点击 （Undo/Redo Last Action）按钮撤销上一步操作；2）删除部分约束或尺寸标注；3）将不必要的尺寸标注转换为参考尺寸（reference dimensions），具体操作方法为：点击 （Edit Dimension Value）按钮，选择需要转换为参考尺寸的尺寸标注，在如图1所示的Reference。参考尺寸不属于 Dimension 约束，它只是给出该尺寸的一个大约值。

图1  将尺寸标注转换为参考尺寸