刚体 — CAE术语解说

是的。当某个部件的变形非常小，可以忽略其弹性变形时，就用刚体来模型化。比如说，当一个大螺母与压力容器法兰接触时，螺母本身的变形可以忽略，把它当作刚体处理，这样就不需要对螺母进行网格划分，计算量大幅减少。ABAQUS的Rigid Body（*Rigid Body约束）和ANSYS的Rigid Region都支持这个功能。

使用频率很高。特别是在工具与工件的加工模拟中（冲压成形、锻造），通常将工具（模具、冲头）建模为刚体，而工件建模为可变形的弹塑性体。这种做法是标准的。当金属加工中存在足够的硬度差异时，工具不变形的假设是合理的，可以大幅降低计算成本。

可以。在多体动力学（MBD）中，可以为刚体单元设置密度或质量和惯性张量。这样即使是动力学问题（跌落冲击或机构运动），也能正确求解刚体的运动方程。ABAQUS的Rigid Body+Mass选项或FEA中的RBE2/RBE3单元（Nastran）也可以定义惯性。

RBE2是一个刚体单元，将从属节点相对于主节点进行完全刚性连接，传递变形。所有从属节点都以刚体方式运动。RBE3是将从属节点的位移按加权平均方式传递给主节点的单元，可以在不产生应力集中的情况下分散荷载和边界条件。基本的使用原则是：荷载分散用RBE3，刚体约束用RBE2。

• 接触分析
• 约束条件
• 多体动力学
• RBE2/RBE3
• 有限元法