2.3　裝配模塊（Assembly）

在Module（模塊）列表中選擇Assembly（裝配），即進(jìn)入Assembly（裝配）功能模塊。其主界面如圖2-29所示。

在Part功能模塊中創(chuàng)建或?qū)氩考r(shí)，整個(gè)過程都是在局部坐標(biāo)系下進(jìn)行的。對(duì)于由多個(gè)部件構(gòu)成的物體，必須將其在統(tǒng)一的整體坐標(biāo)系中進(jìn)行Assembly（裝配）功能模塊配，使其成為一個(gè)整體，這部分工作在Assembly功能模塊中進(jìn)行。

一個(gè)模型只能包含一個(gè)裝配件，一個(gè)裝配件可以包含多個(gè)部件，一個(gè)部件也可以被多次調(diào)用來組裝成裝配件。即使裝配件中只包含一個(gè)部件，也必須進(jìn)行裝配，定義載荷、邊界條件、相互作用等操作都必須在裝配件的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

2.3.1　創(chuàng)建部件實(shí)體
裝配的第一步是選擇裝配的部件，創(chuàng)建部件實(shí)體。具體操作方法如下。

執(zhí)行Instance→Create命令，或單擊工具區(qū)中的Instance Part（創(chuàng)建部件實(shí)體）工具圖片 177，彈出Create Instance對(duì)話框，如圖2-30所示，可以選擇從Parts和Models創(chuàng)建。

該對(duì)話框包括三部分，其中，Parts（部件）欄內(nèi)列出了所有存在的部件，單擊鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行部件的選取，既可以單選，也可以多選，只不過多選時(shí)在單擊的同時(shí)要借助鍵盤上的Shift鍵或Ctrl鍵。Instance Type（實(shí)體類型）選項(xiàng)用于選擇創(chuàng)建實(shí)體的類型，有兩個(gè)選項(xiàng)。

• Dependent（mesh on part）：用于創(chuàng)建非獨(dú)立的部件實(shí)體，為默認(rèn)選項(xiàng)。當(dāng)對(duì)部件劃分網(wǎng)格時(shí)，相同的網(wǎng)格被添加到調(diào)用該部件的所有實(shí)體中，特別適用于線性陣列和輻射陣列構(gòu)建部件實(shí)體。
• Independent（mesh on instance）：用于創(chuàng)建獨(dú)立的部件實(shí)體，這種實(shí)體是對(duì)原始部件的復(fù)制。此時(shí)需要對(duì)裝配件中的每個(gè)實(shí)體劃分網(wǎng)格，而不是原始部件。
  提示：
  與創(chuàng)建非獨(dú)立的部件實(shí)體相比，這種方法會(huì)耗用更多的內(nèi)存；另外，由于節(jié)點(diǎn)集合和單元集合被寫入每一個(gè)獨(dú)立的部件實(shí)體中，這種方法的Inp文件也較大。
• Auto-offset from other instances選項(xiàng)用于使實(shí)體間產(chǎn)生偏移而不重疊。整體坐標(biāo)系的原點(diǎn)和坐標(biāo)軸與第一個(gè)部件實(shí)體的重合，當(dāng)繼續(xù)添加部件實(shí)體時(shí)，ABAQUS/CAE會(huì)將新實(shí)體的坐標(biāo)系對(duì)齊整體坐標(biāo)系，這樣部件實(shí)體間可能會(huì)產(chǎn)生重疊。

在創(chuàng)建實(shí)體前，選中此選項(xiàng)，ABAQUS/CAE會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生偏移而使各實(shí)體間無重疊，具體而言，對(duì)三維和二維的部件實(shí)體產(chǎn)生X方向的偏移，對(duì)軸對(duì)稱部件實(shí)體產(chǎn)生Y方向的偏移。

完成設(shè)置后，單擊OK按鈕，完成實(shí)體的創(chuàng)建。

提示：
工具區(qū)和主菜單中沒有刪除實(shí)體等工具，一旦創(chuàng)建部件實(shí)體后，可以在模型樹中進(jìn)行這些操作。具體操作：在模型樹中單擊該模型Assembly前的圖片 178展開該列表，再單擊Instances前的圖片 179，鼠標(biāo)指向需要操作的實(shí)體，單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出的命令菜單中的Delete按鈕用于刪除該實(shí)體，Suppress和Resume用于抑制和恢復(fù)該實(shí)體的選擇。
部件實(shí)體創(chuàng)建完成后，其實(shí)體類型可以修改，方法為在模型樹中選擇該部件實(shí)體，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的命令菜單中單擊Make Independent或Make Dependent，即可改變實(shí)體的類型。

ABAQUS/CAE還提供以陣列方式復(fù)制部件實(shí)體，包括線性陣列和輻射陣列兩種模式，分別介紹如下。

1．Linear Pattern（線性陣列模式）
執(zhí)行Instance→Linear Pattern命令，或單擊工具區(qū)的Linear Pattern（線性陣列模式）工具圖片 180，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)左鍵選取實(shí)體，單擊提示區(qū)的Done按鈕，彈出“Linear Pattern”對(duì)話框，如圖2-31所示。該對(duì)話框包括以下幾項(xiàng)。

（1）Direction l（方向1）欄用于設(shè)置線性陣列的第一個(gè)方向，默認(rèn)為X軸。

Number（數(shù)目）：該選項(xiàng)用于設(shè)置部件實(shí)體的數(shù)目（含原始實(shí)體），默認(rèn)值為2。
Direction（方向）：該選項(xiàng)用于設(shè)置線性陣列的方向。單擊Direction...按鈕，在視圖區(qū)中的原始實(shí)體上選擇一條線段，新實(shí)體即按該方向排列。
Offset（偏移）：該選項(xiàng)用于設(shè)置實(shí)體間的距離。
Flip（反向）：該按鈕用于將線性陣列變?yōu)榉捶较颉?br> （2）Direction 2（方向2）欄用于設(shè)置線性陣列的第二個(gè)方向，默認(rèn)為Y軸，其選項(xiàng)與Direction l完全相同，不再贅述。

（3）Preview（預(yù)覽）選項(xiàng)用于預(yù)覽線性陣列的實(shí)體，默認(rèn)為選擇預(yù)覽方式。

完成設(shè)置后，單擊OK按鈕，完成線性陣列的實(shí)體創(chuàng)建操作。

2．Radial Pattern（輻射陣列模式）
執(zhí)行Instance→Radial Pattern命令，或單擊工具區(qū)的Radial Pattern（輻射陣列模式）工具圖片 181，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)左鍵選取實(shí)體，單擊提示區(qū)的Done按鈕，彈出Radial Pattern對(duì)話框，如圖2-32所示。該對(duì)話框包括以下幾項(xiàng)。

（1）Number（數(shù)目）：用于設(shè)置陣列實(shí)體的數(shù)目（含原始實(shí)體），默認(rèn)值為4，最小可以設(shè)置成2。

（2）Total angle（總角度）：用于設(shè)置原始實(shí)體與最后一個(gè)復(fù)制實(shí)體間的角度，范圍為-360°～360°，正值代表逆時(shí)針方向，默認(rèn)為繞Z軸90°。

（3）圖片 2（Select axis…）：用于設(shè)置輻射陣列的旋轉(zhuǎn)軸，類似于線性陣列中的Direction功能。單擊該按鈕，在視圖區(qū)中的原始實(shí)體上選擇一條線段，新實(shí)體即以該線段為軸旋轉(zhuǎn)排列。

（4）Preview（預(yù)覽）：用于預(yù)覽輻射陣列的實(shí)體，默認(rèn)為選擇預(yù)覽方式。

2.3.2　部件實(shí)體的定位
創(chuàng)建了部件實(shí)體后，可以采用多種工具對(duì)實(shí)體進(jìn)行定位，下面分別進(jìn)行介紹。

1．平移和旋轉(zhuǎn)工具
使用平移和旋轉(zhuǎn)工具可以完成部件實(shí)體在任何情況下的定位，常用工具有Translate（平移）、Rotate（旋轉(zhuǎn)）、Translate To（平移到）。下面分別對(duì)這些工具進(jìn)行介紹。

（1）Translate（平移）：執(zhí)行Instance→Translate命令，或單擊工具區(qū)的Translate Instance（平移實(shí)體）工具圖片 185，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)左鍵選取實(shí)體，單擊提示區(qū)的Done按鈕。有兩種方法實(shí)現(xiàn)部件實(shí)體的平移。

按提示輸入平移向量起點(diǎn)的坐標(biāo)，按Enter鍵，繼續(xù)在提示區(qū)輸入平移矢量終點(diǎn)的坐標(biāo)，再次按Enter鍵。
在視圖區(qū)中選擇部件實(shí)體上的一點(diǎn)，接著在視圖區(qū)中選擇部件實(shí)體上的另一點(diǎn)。此時(shí)，視圖區(qū)顯示出實(shí)體移動(dòng)后的位置，單擊OK按鈕，完成部件實(shí)體的移動(dòng)。
（2）Rotate（旋轉(zhuǎn)）：執(zhí)行Instance→Rotate命令，或單擊工具區(qū)的Rotate Instance（旋轉(zhuǎn)實(shí)體）工具圖片 186，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)左鍵選取實(shí)體，單擊提示區(qū)的Done按鈕。

提示：
類似于平移工具，有兩種方法確定部件實(shí)體的旋轉(zhuǎn)軸。之后，在提示區(qū)輸入旋轉(zhuǎn)的角度，如圖2-33所示，范圍為-360°～360°，正值表示逆時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)，默認(rèn)為90°。

輸入角度后按Enter鍵，視圖區(qū)顯示出實(shí)體旋轉(zhuǎn)后的位置，單擊OK按鈕，完成部件實(shí)體的旋轉(zhuǎn)。

（3）Translate To（平移到）：執(zhí)行Instance→Translate To命令，或單擊工具區(qū)的Translate To（平移到）工具圖片 188，在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)左鍵選取移動(dòng)實(shí)體的邊（二維或軸對(duì)稱實(shí)體）或面（三維實(shí)體），單擊提示區(qū)的Done按鈕，再選取固定實(shí)體的面或邊，單擊提示區(qū)的Done按鈕。

注意：
該工具僅適用于實(shí)體模型。
提示：
類似于平移工具，選取平移矢量的起止點(diǎn)。之后，需要在提示區(qū)輸入移動(dòng)后兩實(shí)體的間隙距離，如圖2-34所示。負(fù)值表示兩實(shí)體的重疊距離，默認(rèn)為0.0，即選取的兩實(shí)體的面或邊接觸在一起，單擊Preview按鈕預(yù)覽，再單擊Done按鈕確認(rèn)本次操作。

如果沿平移矢量的方向選取的兩實(shí)體的面或邊不能接觸在一起，那么該平移操作將無法進(jìn)行，并彈出錯(cuò)誤提示信息，如圖2-35所示。

注意：
平移和旋轉(zhuǎn)操作可以預(yù)覽，但不能撤銷或修改，讀者可以在預(yù)覽后再確定是否進(jìn)行該操作。如果覺得實(shí)體的平移或旋轉(zhuǎn)不符合要求，可以不斷單擊提示區(qū)的Go Back to Previous Step（返回上一步）按鈕圖片 1，退回到任一步操作前的狀態(tài)，再重新進(jìn)行操作。
2．約束定位工具
ABAQUS/CAE提供了一系列約束定位工具，包括在Constraint菜單和展開工具條圖片 1中。

提示：
這組工具與Translate To工具類似，都是通過指定兩個(gè)部件實(shí)體間的位置關(guān)系來移動(dòng)其中一個(gè)實(shí)體；不同的是約束定位操作可以撤銷和修改。下面簡要介紹各約束定位工具的功能。
（1）Parallel Face（平行面）：執(zhí)行Constraint→Parallel Face命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第一個(gè)工具，該工具用于使選取的移動(dòng)實(shí)體的平面平行于選取的固定實(shí)體的平面。

（2）Parallel Edge（平行邊）：執(zhí)行Constraint→Parallel Edge命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第三個(gè)工具，該工具用于使選取的移動(dòng)實(shí)體的直線段平行于選取的固定實(shí)體的直線段。

（3）Face to Face（面對(duì)面）：執(zhí)行Constraint→Face to Face命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第二個(gè)工具，該工具類似于Parallel Face工具，用于使選取的移動(dòng)實(shí)體的平面平行于選取的固定實(shí)體的平面，并使兩個(gè)基準(zhǔn)面間產(chǎn)生指定的間距。

（4）Edge to Edge（平行邊）：執(zhí)行Constraint→Edge to Edge命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第四個(gè)工具，該工具類似于Parallel Edge工具，用于使選取的移動(dòng)實(shí)體的直線段與選取的固定實(shí)體的直線段重合。

（5）Coincident Point（重合點(diǎn)）：執(zhí)行Constraint→Coincident Point命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第六個(gè)工具，該工具用于使選取的移動(dòng)實(shí)體上的點(diǎn)與選取的固定實(shí)體上的點(diǎn)重合，但移動(dòng)實(shí)體的方向保持不變。

（6）Coaxial（共軸）：執(zhí)行Constraint→Coaxial命令，或單擊展開工具條的左側(cè)第五個(gè)工具，該工具用于使選取的移動(dòng)實(shí)體的圓柱面或圓錐面平行于選取的固定實(shí)體的圓柱面或圓錐面共軸。

（7）Parallel CSYS（平行坐標(biāo)軸）：執(zhí)行Constraint→Parallel CSYS命令，或單擊展開工具條的右側(cè)第一個(gè)工具，該工具用于使移動(dòng)實(shí)體上的基準(zhǔn)坐標(biāo)系的軸平行于固定實(shí)體上的基準(zhǔn)坐標(biāo)系的軸。

這七種工具的操作類似于Translate To工具，在此不再贅述，讀者可以根據(jù)提示區(qū)的提示自行練習(xí)，系統(tǒng)幫助文件《ABAQUS/CAE User’s Manual》。

提示：
約束定位工具的操作結(jié)果不能進(jìn)行預(yù)覽，但可以選擇模型樹的Assembly→Position Constraints命令，將鼠標(biāo)指向需要修改的操作，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的命令菜單中單擊Edit按鈕，彈出Edit Feature（編輯特征）對(duì)話框，如圖2-36所示，即可在該對(duì)話框中對(duì)該約束定位操作進(jìn)行修改。

此外，彈出的命令菜單中的Delete命令用于刪除該約束定位操作，Suppress和Resume命令用于抑制和恢復(fù)該約束定位操作。單獨(dú)的約束定位操作很難對(duì)部件實(shí)體進(jìn)行精確定位，往往需要幾個(gè)約束定位操作的配合才能精確地定位部件實(shí)體。

當(dāng)幾個(gè)約束定位操作或旋轉(zhuǎn)、平移操作與約束定位操作發(fā)生沖突時(shí)，可以選擇Instance→Convert Constraints工具移除模型樹中的所有約束定位操作的特征（模型的位置保持不變），之后，再進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)操作或新的約束定位操作。

2.3.3　合并/剪切部件實(shí)體
當(dāng)裝配件包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的部件實(shí)體時(shí)，ABAQUS/CAE提供部件實(shí)體的合并（Merge）和剪切（Cut）功能。對(duì)選擇的實(shí)體進(jìn)行合并或剪切操作后，將產(chǎn)生一個(gè)新的實(shí)體和一個(gè)新的部件。

具體操作：執(zhí)行Instance→Merge/Cut命令，或單擊工具區(qū)中的Merge/Cut Instances（合并/剪切實(shí)體）工具圖片 194，彈出Merge/Cut Instances對(duì)話框，如圖2-37所示。

該對(duì)話框的參數(shù)說明如下：

（1）Part name（部件名稱）欄，用于輸入新生成的部件的名稱。

（2）Operations（操作）欄，用于選擇操作的類型。

（a）Merge（合并），用于部件實(shí)體的合并。

• Geometry（幾何）選項(xiàng)，用于幾何部件實(shí)體的合并。
  Mesh（網(wǎng)格）選項(xiàng)，用于網(wǎng)格實(shí)體的合并。
• Both選項(xiàng)，ABAQUS/CAE可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格部件實(shí)體和劃分了網(wǎng)格的實(shí)體部件的合并。

（b）Cut geometry（剪切）選項(xiàng)，用于部件實(shí)體的剪切，僅適用于幾何部件實(shí)體。

（3）Options（選項(xiàng)），用于設(shè)置操作的選項(xiàng)。

（a）Original Instances（原始實(shí)體）。

• Suppress（抑制）選項(xiàng)，用于選擇進(jìn)行合并或剪切操作后，原始實(shí)體是否被激活。
• Delete（刪除）選項(xiàng)，用于刪除原始實(shí)體。

（b）Geometry（幾何體）。

• Remove（移除）選項(xiàng)，用于移除合并的幾何部件實(shí)體的重合邊界，使之成為一個(gè)Cell。如圖2-37（a）所示。
• Retain（保留）選項(xiàng)，用于保留合并的幾何部件實(shí)體的公共部分，使之成為三個(gè)Cells。如圖2-37（a）所示。

（4）Merge nodes（合并節(jié)點(diǎn)），該欄用于選擇節(jié)點(diǎn)的合并方式，適用于帶有網(wǎng)格的實(shí)體，如圖2-37（b）所示。

• Boundary only為默認(rèn)選項(xiàng)，僅適用于只有一個(gè)公共面的情況，此時(shí)僅沿邊界合并節(jié)點(diǎn)。
• All選項(xiàng)適用于部件有重疊時(shí)，ABAQUS/CAE合并選取實(shí)體的所有節(jié)點(diǎn)。此時(shí)，Remove duplicate elements選項(xiàng)被激活，默認(rèn)選擇該選項(xiàng)，表示移除合并后重合的單元。
• None選項(xiàng)表示不合并節(jié)點(diǎn)，ABAQUS/CAE將保留所有的原始節(jié)點(diǎn)。

（5）Tolerance（公差），用于輸入合并節(jié)點(diǎn)間的最大距離，默認(rèn)值為110，即間距在110內(nèi)的節(jié)點(diǎn)被合并，適用于帶有網(wǎng)格的實(shí)體，如圖2-37（b）所示。

設(shè)置完Merge/Cut Instances對(duì)話框后，單擊Continue…按鈕，視圖區(qū)選擇需要操作的實(shí)體，單擊提示區(qū)的Done按鈕，ABAQUS/CAE進(jìn)行合并或剪切運(yùn)算，如果操作成功，則會(huì)生成一個(gè)新的部件實(shí)體顯示在視圖區(qū)，而原始實(shí)體不再顯示在視圖區(qū)中。此時(shí)，在環(huán)境欄的Module列表中選擇Part，可以看到合并或剪切操作后生成的部件。

注意：
若對(duì)類型相同的幾何部件實(shí)體（Dependent或Independent）進(jìn)行合并或剪切操作，則生成同類的實(shí)體；若幾何部件實(shí)體的類型不同，則生成非獨(dú)立的實(shí)體（Dependent）。當(dāng)對(duì)帶有網(wǎng)格的實(shí)體進(jìn)行合并或剪切操作時(shí)，總是生成非獨(dú)立的實(shí)體（Dependent）。