Hyperworks Radioss中的1D弹簧单元Spring Type4
Spring Type 4是HyperworksRadioss中的经典弹簧单元,有两个节点构成,仅有一个自由度。在RADIOSS里对应的属性卡片为/PROP/SPRING或/PROP/TYPE4。Spring Type4是简单的物理弹簧及阻尼器,其时间步长依赖于弹簧的质量、刚度和阻尼,如下图所示。

如果它用于连接两个部件,其振动周期增大,默认的时间步长将用于保证积分步长的稳定性和精度。Spring Type4仅能承受轴向拉压载荷(线性、非线性都可以),无论两个节点的位置如何变化,载荷总是沿两节点连线方向,值的大小为:

Spring Type4在承受压缩载荷时,其长度可能被压缩到0,此时其内力的方向是任意的。这种情况会导致不稳定发生,建模时应该避免。
Spring Type4的属性卡片格式如下所示:

主要参数的含义如下:
Mass - 实数,单个Spring的质量或单位长度的质量,依赖于标识Ileng;
sens_ID - Sensor ID;
Isflag - Sensor标识,整数,可选值如下:
0:spring单元激活;
1:spring单元不激活;
2:spring单元是否激活依赖于传感器;
Ileng - 输入参数的标识,整数,可选值如下:
0:每个Spring单元;
1:单位长度 Spring单元;
K1 – 实数。对于线性Spring:刚度或者刚度*L0,取决于Ileng标识;对于弹塑性Spring:卸载刚度或者卸载刚度*L0, 取决于Ileng标识;
C1 - 拉伸阻尼或者拉伸阻尼*L0,取决于Ileng标识,实数;
A1、B1、D1 - 拉伸修正系数,实数,默认为1;
H1 - 硬化标识,整数,可选值如下:
0:非线性弹性弹簧;
1:弹塑性,各向同性硬化
2:弹塑性,拉伸与压缩非耦合硬化;
4:kinematic硬化;
5:弹塑性非线性卸载;
注意事项:
(1)δ=l-l0,是Spring Type4的长度变化量:当前长度减去初始建模长度。
(2)如果sens_ID≠0并且Isflag=0,那么Spring单元将由 sens_ID激活。
(3)如果sens_ID≠0并且Isflag=1,那么Spring单元将由sens_ID不激活。
(4)如果sens_ID≠0并且Isflag=2,那么存在以下情况:
1) Spring的激活与否由sens_ID决定,如果该传感器是状态ON,则Spring激活(状态为ON),如果该传感器状态是OFF,Spring不激活(状态是OFF);
2)传感器激活的极限长度是Spring的参考长度L0,即长度为监测量的传感器的定义时,其最大长度不能超过该Spring的参考长度L0;
(5)如果使用Sensor来控制Spring的激活状态,那么Sensor作动时弹簧的长度等于0时刻弹簧两个节点之间的距离,除了Isflag=2的情况;
(6)如果Ileng=0,定义力关于形变量的函数。此时输入弹簧质量和刚度为实际质量和刚度。那么弹簧的力如下计算:
对于线性弹簧:

对于非线性弹簧:

