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整车碰撞中常用的铰链
2019-07-01 22:30:51· 来源：汽车碰撞安全仿真在线
整车建模中不但要涉及网格的划分，还要涉及到各种连接、运动和其他功能部件的简化。本文针对整车CAE模型搭建中主要涉及到的连接、运动和其他功能部件的简化进行
整车建模中不但要涉及网格的划分，还要涉及到各种连接、运动和其他功能部件的简化。本文针对整车CAE模型搭建中主要涉及到的连接、运动和其他功能部件的简化进行简要描述。
运动铰
一个运动铰可连接两个体并约束其相对运动，如，滑移铰只允许物体间的相对滑动。
运动铰对连接体的约束作用所产生的载荷称为约束载荷。约束载荷分别作用于连接体上，大小相等，方向相反，并对连接体的相对运动进行限制，使其相对运动与铰链施加的约束相一致。
相对静止件的连接
不同部件的连接简化建模一般分为以下三类：
1、可变性体（柔性体）之间的连接；
2、可变形体与刚性体的连接；
3、刚性体之间的连接。
常用的铰链
球铰（Spherical Joint）
转动铰（Revolute Joint）
滑移铰（Translational Joint）
圆柱铰（Cylindrical Joint）
万向铰（Universal Joint）
01 球铰（Spherical Joint）
球铰约束连接体的相对运动只绕着铰坐标原点的运动，节点1和节点2重合但不等效。
有限元建模
在两Part上分别创建节点1、2，如下图所示，并将节点1和节点2分别绑定到两个部件上，节点3为节点1和2的中点。
点击Primer中的CONSTR下拉菜单，选择JOINT，进入如下图所示创建铰链的界面，界面中的N1、N2分别对应上图的节点1和节点2，节点选择完毕后，点击Creat JOINT创建转动铰，此时会弹出创建铰链错误信息，点击CONTINUE，即可完成转动铰的创建。
Primer提示错误信息如下图所示：
错误信息提示：节点1和节点2未重合。
通过将节点1和节点2平移到节点3位置，可以解决错误信息。如何移动节点见下文。
02 转动铰（Revolute Joint）
节点1和节点2重合，节点3和节点4重合。节点1和节点3位于刚体A上，节点2和节点4位于刚体B上。两个刚体绕由两对重合的节点构成的轴进行旋转。此轴为中心线。
有限元建模
在两Part上分别创建节点1、2、3、4，如下图所示，节点1、3在同一个Part（青色），节点2、4同一个Part（紫色）。
点击Primer中的CONSTR下拉菜单，选择JOINT，进入如下图所示创建铰链的界面，界面中的N1、N2、N3、N4分别对应上图的节点1、2、3、4，节点选择完毕后，点击Creat JOINT创建转动铰，此时会弹出创建铰链错误信息，点击CONTINUE，即可完成转动铰的创建。
Primer提示错误信息如下图所示：
错误信息提示：节点1和节点2、节点3和节点4未重合。
在Primer通过工具Orient将节点1和节点2进行重合。点击对话框中的NODE，选择节点2（表示将节点2进行移动），再点击N1-N2（表示节点2从N1位置移动到N2位置）；对节点1和节点2进行重合设置：先选择节点2，再选择节点1，点击Apply将节点2移到节点1位置，如果将该节点移动到正确位置，点击Accept。
节点4和节点3重合操作和上述方法类似，在此不再讲解。
03 圆柱铰（Cylindrical Joint）
圆柱铰从旋转铰衍生而来，可约束连接体的相对运动只绕中心线转动和滑动。
有限元建模
圆柱铰的建模方法和转动铰的建模方法类似。
04 滑移铰（Translational Joint）
滑移铰可约束连接体之间的相对运动只沿中心线相对滑动，其只有一个自由度。
有限元建模
圆柱铰的建模方法和转动铰的建模方法类似。
05 万向铰（Universal Joint）
节点1和节点2是重合的，节点对（1、3）和（2、4）相互垂直，其是两个连接体相对旋转的轴线。仅可以绕（1、3）轴和（2、4）旋转，并保持（1、2）重合。
有限元建模
在两Part上分别创建节点1、2、3、4，如下图所示，节点1、3在同一个Part，节点2、4同一个Part。
点击Primer中的CONSTR下拉菜单，选择JOINT，进入如下图所示创建铰链的界面，界面中的N1、N2、N3、N4分别对应上图的节点1、2、3、4，节点选择完毕后，点击Creat JOINT创建转动铰，此时会弹出创建铰链错误信息，点击CONTINUE，即可完成转动铰的创建。
Primer提示错误信息如下图所示：
错误信息提示：节点1和节点2未重合。将节点1、2移到节点5（节点5为节点2和节点4的中点）位置处，移动方法同上。
节点1、2设置重合后，需要对节点3、4、5所成的角度设置为90°。
角度设置的方法：点击Measure，选择Node angle，依次选择节点5、3、4，角度为90.000031°；若该角度不是90°，则需要进行更改。
节点3、4、5所成角度如下图所示：
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