用刚体定义有限元模型中的刚性部分可以大大减少显式分析的计算时间。这是由于定义一个刚体后，刚体内所有节点的自由度都耦合到刚体的质心上。因此，不论定义了多少节点，刚体仅有6个自由度。采用默认设置时，每个刚体的质量、质心和惯性都由刚体体积和单元的密度计算得到。作用在刚体上的力和力矩由每个时间步的节点力和力矩合成，然后计算刚体的运动，位移就会转换到节点上。

在ANSYS/LS-DYNA中，将分析中保持刚性特性的刚体定义为一种材料模型。用EDMP命令定义这种类型的刚体。

另外，可以用EDCRB命令把两个刚体结合在一起，其作用如同一个刚体。但与刚体的定义不同的是，它主要依据材料号、根据PARTID定义的刚体约束和一个约束方程号。因此，为了在两个物体间施加刚体约束，必须执行命令EDCRB，ADD，NEQN，PARTS。其中，NEQN为约束方程参考编号，PARTM是主刚体Part号，PARTS是从刚体Part号。必须要注意，不能用同一个NEQN值执行多个EDCRB命令，仅使用最后一个NEQN值。当使用ED-CRB命令时，第2个刚体将被第1个刚体吸收，因而此后对第二个刚体的任何操作将无效。

1.定义惯性特性

默认时，程序将计算每个刚体的惯性特性。但是，用户可能会发现给刚体设定重力、质量、初始速度（在全局或局部坐标系）的特定中心和特定惯性张量是很有用的，而不是依赖于求解过程中由有限元模型计算得到的值。可以用EDIPART命令来定义刚体的任意特征，命令格式如下。

EDIPART，PART，Option，Cvect，TM，IRCS，Ivect，CID

●PART：定义惯性的PartID。

●Option：要执行的选项。

●Cvect：包括部件质心坐标系的矢量。

●TM：平移质量。

●IRCS：惯性张量参考坐标系的标志。

●Ivect：包括惯性张量分量的矢量。

●Vvect：包括刚体初始速度的矢量。

●CID：局部坐标系ID。

如果通过ANSYS/LS-DYNA GUI菜单路径来完成，可以选择Main Menu＞Preprocessor＞LS-DYNA Options＞Inertia Options＞Define Inertia命令，输入上述所有参数，包括所需的矩阵参数。对于批处理输入，在执行EDIPART命令前需定义数组（DIM）并输入数据参数。下例说明了怎样定义部件2的惯性特性，此为一个刚体。

！定义参数输入

tm=0.6300E-03（平移质量）

ircs=0（坐标系标志）

cid=0（坐标系ID）

！

/prep7

！

！生成含有多个部件（包含部件号为2的部件）的刚体模型

edmp，rigid（定义刚体）

edpart，create（生成Part列表）

！定义所需矩阵

∗dim，coord2，，3

∗dim，velo2，，6

∗dim，inert2，，6(www.daowen.com)

！

！给矩阵赋值

coord2（1）=0.2450E+01，0.5000E+00，0.5000E+00

velo2（1）=0，10.0E-7，0

inert2（1）=0.3150E-03，0，0，0.2851E-03，0，0.2851E-03

！

EDIPART，2，ADD，coord2，tm，ircs，inert2，velo2，cid

！

2.加载

可用EDLOAD命令对刚体施加位移和速度荷载。注意，位移和速度是施加在PART号上而不是在节点Component上。一个典型的命令如下：

EDLOAD，ADD，RBUX，，2，PAR1，PAR2

该命令就是对刚体PART2定义UX位移，PART号定义在EDLOAD命令的Cname项内（注意，对于其他类型的加载，该项为Component名；而对刚体而言，该项为PART号而非Component名）。该PART号必须与EDMP命令定义的刚体相对应。

3.变形体和刚体部件间的转换

在一些动力学应用中，如果模型中大部分单元都是可变形的，那么持续时间较长的刚体运动的计算量就会极为庞大。摩托车轮就是这样一个例子，车轮翻滚持续较长时间，相对于后来的撞击会占用更多的CPU。为了提高这种应用的计算效率，ANSYS/LS-DYNA提供了这样一种转换性能，即把某些材料从变形状态转换至刚性状态，然后再转换到变形状态。通过在刚体运动过程中将变形体转换为刚体，可以节省大量的CPU时间。

变形体/刚体转换本质上和重启动操作联系在一起，用户需要停止分析，定义部件转换，然后再重新启动分析。虽然在开始分析时不用转换部件，但必须在新分析中设定一个标志，使LS-DYNA了解模型中所有材料在计算中都有可能变为刚体。在开始分析时执行EDRD或EDRI命令设定这一标志。

注意：用EDMP，RIGID定义的刚体永远都是刚体，不能转换成变形体。

要将变形体转换为刚体部件，可通过GUI菜单路径main menu＞Solution＞Rigid执行下列命令来实现。

EDRD，D2R，PART，MRB

这里，PART是部件号，MRB为主刚体，转换部件要融合在其中。如果不想让此部件和另一个刚体融合，仅留MRB为空白即可。

一旦使用上述命令把变形体转换为刚体后，就可以接着执行如下命令将其再转换回来。

EDRD，R2D，PART

在新分析中，如果没有变形体转换成刚体，可以在重启动中定义转换，执行EDRD，D2R命令。（在GUI界面中选择Main Menu＞Solution＞Rigid-Deformable＞Switch命令，然后选择Initialize）即可。

转换变形体为刚体时，可以用EDRI命令（Main Menu＞Solution＞Rigid-Deformable＞Inertia Properties）定义刚体的惯性特性。如果不定义惯性特性，它们将由程序计算。

在变形体转换为刚体后，变形体上定义的一些约束变为无效。为了避免计算的不稳定，需用EDRC命令（Main Menu＞Solution＞Rigid-Deformable＞Controls）来改变这些约束的状态。

为了使刚体转换能正常工作，单元算法的选择是很关键的。在现行LS-DYNA中，Hughes-Liu壳和梁单元不能用于部件转换。因为其应用的是应变和应力更新算法。不能使用的单元算法有：SHELL163的KEYOPT（1）=1，6，7，11、BEAM161的KEYOPT（1）=0和1。

对于SOLID164单元，要特别注意的是，当刚体转换为变形体时，单元应力为零以去除虚拟特性。

4.节点刚体

与用EDMP命令定义的典型刚体不同，节点刚体和部件号无关。用EDCNSTR，ADD，NRB，COMP1定义节点刚体。其中，COMP1是节点组元。节点刚体主要用于模拟刚性（焊接）点，在该点不同的柔性组元（有不同的MATIDs）作为一个刚体一起运动。因为节点刚体和部件号无关，所以前面讨论的刚体的其他选项（如EDLOAD命令施加载荷）不能用于节点刚体。