一、 為什么要進行彈簧批量建模

當一個公司或者學者從事科研任務時，往往通過有限元進行建模分析，建模的時間通常與工作效率掛鉤。例如ABAQUS/CAE建模，想必很多老用戶都有某種共同的感受，那就是實體模型并不繁雜，真正繁雜的是一些虛擬連接的建立，例如彈簧、阻尼、連接器之類大規模的建立，往往這些虛擬傳力單元的建立決定著建模時間的長或短。這類現象在很多專業領域都有突顯，尤其是在交通領域尤為突出，大批量的建立彈簧連接，往往需要半天甚至更加長的時間，而且使人產生惡心、厭煩、無聊等負面情緒。

針對上述存在的問題，小編痛下決心，基于python進行二次開發，旨在解決很大一部分通用彈簧連接的批量建立。

二、 通用彈簧模型案例(一)

小編用最簡單的模型來演示這個程序的可行性，首先基于ABAQUS建立一個10m×10m×10m的立方塊，命名為Part-1如圖所示：

其次，將該模型再進行復制一個，命名為Part-2。

模型參數定義為普通鋼材。

將模型Part-1、Part-2進行裝配，兩者之間進行密貼，如圖：

分析步設置為靜力通用。

將全局網格設置為1，相當于每條邊切分出10段，每段1m。

將用戶界面打開到Interaction中，將Setsprings的python腳本文件放在工作路徑下。

點擊File→Run Script，出現界面

選擇.py文件

輸入第一個部件Part-1，回車

輸入第二個部件Part-2，回車

輸入用來識別建立彈簧的兩點距離臨界值，0.1。在這里也可以輸入其他的值，但是必須遵循一個原則，輸入值必須小于網格長度！

回車

輸入每個彈簧的剛度值，彈簧總剛度為30e6N/m,一共有11*11個彈簧，兩者之商就是輸入值。

輸入阻尼值，靜力不采用阻尼，因此隨意輸入一個參數即可。

回車。

我們在記錄欄將看到fasteners setup successfully，證明彈簧已經建立好。

效果不是很明顯，我們在裝配中將上方綠色部件向Y軸正偏移5m，再回到Interaction中可看見。

此時，我們的彈簧已經做好了。

在上方加載30e6的荷載，下方固定。

提交計算。如圖所示，模型位移為1m，而之前的總剛度為30e6N/m，荷載大小為30e6N，因此驗證成功。

三、 應用于軌道交通扣件批量建立案例

隨著軌道交通的快速發展，越來越多線路選用無砟軌道。對于有砟軌道而言，軌道結構的彈性主要由道砟提供；但對于無砟軌道而言，軌道結構的彈性主要由扣件系統的非金屬彈性墊板提供。扣件系統在無砟軌道彈性方面起非常重要的作用。

無砟軌道中，扣件間距一般為0.6m-0.65m之間，這大大增加了有限元工程師們建模的難度。靜力學中軌道長度一般在20m左右（三塊單元板的長度），共計66個扣件，如果一個扣件做兩個彈簧連接點，一共需要連接132點，還是很可觀的。如若進行動力學仿真，一般軌道長度都超過了100m，此時的扣件大概在333個左右，要連接666個。上述所說的情況都是建立在彈簧模型簡化的基礎上，如果一個扣件下需要建立大于2個彈簧連接，此時的工作量將會是成倍的增加。

接下來我們將ABAQUS/CAE批量建立彈簧系統應用于軌道交通專業領域。

建立如圖所示的鋼軌、軌枕、道床板。

接下來我們將ABAQUS/CAE批量建立彈簧系統應用于軌道交通專業領域。

建立如圖所示的鋼軌、軌枕、道床板。

將鋼軌命名為rail60、軌枕命名為sleeper。

首先進行網格劃分，鋼軌和軌枕的網格尺寸設置為0.05m。以便于共節點設置。

接下來進行扣件系統的批量建模。File→Run Script→setsprings.py。

輸入第一個部件rail60

輸入第二個部件sleeper

輸入截斷長度0.01m

輸入剛度，這時候需要注意一個軌枕點是4*6=24個彈簧。總剛度假設為50kN/mm，因此一個彈簧的剛度大概是2.1kN/mm，輸入2.1e6。

阻尼一個扣件為5e4，每根彈簧則為2083。

信息區提示：fasteners setup successfully。此時，扣件已經批量設置好。接下來進行效果展示：

基于Python二次開發進行彈簧的批量操作，不僅能快速建立用戶所需彈簧，而且可有效的節省很大一部分建模時間。在軌道交通領域尤其適用。

全程視頻如下：

購買課程，您將獲得一份上述完整案例代碼。：

http://www.fangzhenxiuxiu.com/course/681512?price=charge (二維碼自動識別)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的abaqus python二次开发攻略_基于CAE二次开发进行弹簧批量建模的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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