1 引言
对于有限元分析工作者来说，网格划分与模型前处理占据了大部分时间。通常对于简单模型，不同部件之间一般通过节点共用来连接。然而对于复杂模 型，不同部件之间如果仍然运用节点共用的方式进行连接，网格划分将变得异常艰难，有时候甚至不可能。在Abaqus中可以采用接触的方式来定义各部件之间 的关系，但是接触的方式如tie 绑定这一关键词会增加面的刚度，而且在模型中如果应用了接触，结果的分析是非线性的，非线性分析收敛性问题也一直是摆在工程师面前的一个难题。对于非线性 求解，如果模型比较大时，计算时间将非常长。Nastran 中MPC(Multi-Points-Constraint 多点约束)这一关键词能够很好解决上述问题，MPC 通过多点约束将不同的节点进行耦合，在MPC 内部合力为零，其不会增加结构的刚度，并且运用MPC 将各部件连接，其分析计算仍然可以是线性的，大大节省了计算时间。
本论文正是基于上述复杂模型建模的难点以及非线性计算时间长，对模型的网格处理进行了研究。模型处理过程中，将Abaqus 中的接触对转化为Nastran 中的MPC，实现复杂模型不同部件之间网格的连接，将非线性问题线性化。
2 有限元分析
2.1 实例模型分析
如图1 所示为一个支架与圆筒壳体有限元模型，支架与壳体的材料均为SS409。有限元网格模型共有节点15046 个，单元13218 个。在Abaqus 中先定义了支架与筒体的tie 接触，然后通过自编程序进行格式转化，将接触对转化成了Nastran 中的MPC。
图1 有限元模型(左：Abaqus 接触模型;右：Nastran 多点约束模型)
为了比较不同的模型处理方式对结果的影响，对三种不同的连接方式进行了模态分析，模态分析结果见表1：
表1 支架筒体模态分析结果
由表1 可知，三种模型处理方式的各阶模态值相差不大，其中Nastran 中多点约束结果与节点共用的结果更加接近，通过接触对计算的结果略大，这也验证了前面所述某些接触约束会增加接触面的刚度，造成结果值偏大。
2.2 柴油机后处理系统有限元分析
如图2为某柴油机后处理排气系统有限元模型。整个有限元模型共有单元132058个，节点155815个。对于该系统而言，其模型相当复杂，零 部件个数比较多，而且很多部件形状不规则。在模型的处理中选择了前面提到的先在Abaqus中不同部件间定义接触对，然后通过模型格式转化，将接触对转化 为Nastran中的MPC，整个模型共定义了18对接触对，相应转化成了18个MPC。
