耦合約束(couping constraint) 有兩種類型：運(yùn)動(dòng)耦合 (kinematic coupling)和分布耦合(distribute coupling)，二者有何區(qū)別？

耦合約束的含義是：在被約束區(qū)域 (constraint region) 與一個(gè)控制點(diǎn) (control point)之間建立運(yùn)動(dòng)上的約束關(guān)系。在 ABAQUS/CAE軟件 中定義合接觸的方法為：在 Interaction 功能模塊中單擊菜單Interaction一Create，將類型設(shè)為Coupling，依次選擇控制點(diǎn)和被約束區(qū)域。在如圖 7-2 所示的對(duì)話框中可以設(shè)置合約束的類型，以及在被約束區(qū)域的哪些自由度上建立約束。

默認(rèn)的糊合約束類型是運(yùn)動(dòng)耦合 (kine-matic coupling)，被約束區(qū)域的全部6個(gè)自由度都被選中，這時(shí)就像把整個(gè)被約束區(qū)域和控制點(diǎn)焊接在一起一樣，被約束區(qū)域變?yōu)閯傂缘拇藚^(qū)域的各節(jié)點(diǎn)之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，只會(huì)隨著控制點(diǎn)做剛體運(yùn)動(dòng)。注意，不要錯(cuò)誤地理解為被約束區(qū)域上每個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移都等于控制點(diǎn)的位移，例如，當(dāng)控制點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，被約束區(qū)域會(huì)隨之旋轉(zhuǎn)，這時(shí)被約束區(qū)域上每個(gè)點(diǎn)的位移都是不同的。

定義合約束時(shí)也可以只選擇一部分自由度。例如，在圖 7-2 中只選中 U1，則被約束區(qū)城上各節(jié)點(diǎn)在1方向上的位移將會(huì)取決于控制點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，而其他5個(gè)自由度上的位移與控制點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)無關(guān)。這種情況不太容易找到工程實(shí)際中的例子，因此理解起來會(huì)有些困難。

圖 7-2建立約束

實(shí)體單元(例如C3D8I)的節(jié)點(diǎn)沒有旋轉(zhuǎn)自由度，只有平動(dòng)自由度 U1、U2U3。如被約束區(qū)域是實(shí)體單元的節(jié)點(diǎn)，定義耦合約束時(shí)是否選中 UR1、UR2、UR3 都有關(guān)系，對(duì)分析結(jié)果并沒有影響。

分布耦合 (distribute coupling) 和上面介紹的情況是類似的，也是被約束區(qū)域隨著控制點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，只是被約束區(qū)域不再是剛性的，而是柔性的，可以發(fā)生變形，ABAQUS軟件將控制點(diǎn)上受到的力以某種方式分布 (ditribute) 被約區(qū)域上，對(duì)被約束區(qū)域上各節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加權(quán)平均處理，使此區(qū)域上受到的合力和合力矩與施加在參考點(diǎn)上的力和力矩等效。換言之，分布耦合允許被約束區(qū)域上的各部分之間發(fā)生相對(duì)變形，比運(yùn)動(dòng)合中的面更柔軟。

《實(shí)例詳解》第 3.1.1節(jié)“問題的述”有個(gè)合的應(yīng)用實(shí)例。建議讀者自已做一些簡(jiǎn)單的模型，來加深對(duì)以上內(nèi)容的理解。二維模型(例如平面應(yīng)力) 只有三個(gè)自由度U1、U2 和UR3，會(huì)更容易理解。讀者可以嘗試給定控制點(diǎn)上的位移，而不是施加力載荷這樣就更容易得到所希望的運(yùn)動(dòng)效果。