ANSYS非線性基礎(chǔ)培訓(xùn)手冊(cè)Basic7

第七章接觸介紹7.接觸介紹什么是接觸?當(dāng)兩個(gè)分離的表面互相碰觸并互切時(shí),就稱它們處于接觸狀態(tài).在一般的物理意義中,處于接觸狀態(tài)的表面有下列特點(diǎn):不互相穿透.能夠傳遞法向壓力和切向摩擦力.通常不傳遞法向拉力.因此,它們相互間可以自由地分開并遠(yuǎn)離.…接觸介紹本章將通過以下主題介紹非線性接觸分析:A.基本概念B.利用接觸向?qū).求解D.后處理E.練習(xí)F.裝配接觸目的是通過“簡單”(容易收斂)模型,介紹接觸分析過程.另外,用于處理難度更大的模型的高級(jí)接觸分析,在高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊培訓(xùn)手冊(cè)中討論.接觸介紹

A.基本概念

接觸是狀態(tài)改變非線性.也就是說,系統(tǒng)的剛度依賴于接觸狀態(tài):狀態(tài)=開狀態(tài)=閉合和粘結(jié)狀態(tài)=閉合和滑動(dòng)接觸介紹

...基本概念接觸是強(qiáng)非線性,因?yàn)殡S著接觸狀態(tài)的改變,接觸表面的法向和切向剛度都有顯著的變化.剛度方面大的突變通常會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的收斂困難.uF開接觸閉接觸接觸介紹

...基本概念其它使接觸分析復(fù)雜化的因素包括:典型地,在分析開始時(shí),接觸區(qū)域未知.大多數(shù)接觸問題包括摩擦.摩擦是路徑相關(guān)的(能量耗散)現(xiàn)象,需要用較小的時(shí)間步和精確的載荷歷史.摩擦響應(yīng)可能是混沌的,使求解收斂困難.除了和其他部件接觸,部件可能是無約束的.在建立接觸之前,這樣的部件初始為無約束自由體,整體剛度為零.靜態(tài)分析中,無約束自由體在數(shù)學(xué)上是不穩(wěn)定的,求解“溢出”.接觸介紹

...基本概念幸好,目前的ANSYS接觸技術(shù)能夠相當(dāng)容易地分析類型廣泛的接觸模型.許多模型只需很少的用戶參與就能成功地求解.對(duì)于那些顯示出收斂行為比較困難的模型,有豐富的接觸單元選項(xiàng)來幫助克服這樣的困難.在高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊培訓(xùn)手冊(cè)中討論了這些更高級(jí)的內(nèi)容.接觸介紹

...基本概念接觸分類接觸問題通常分為兩類:剛性體-柔性體和柔性體-柔性體.剛性體-柔性體一個(gè)或更多的接觸表面看作剛性體(一個(gè)表面與其它表面相比,剛度顯然要大得多.).許多金屬成形問題可歸為此類.不計(jì)算剛性體內(nèi)的應(yīng)力柔性體-柔性體兩個(gè)或所有的接觸體都可變形(所有表面的剛度相近).螺栓結(jié)合凸緣連接就是柔性體-柔性體接觸的例子.接觸介紹

...基本概念剛性體-柔性體接觸剛性表面變形體接觸介紹

...基本概念柔性體-柔性體接觸花鍵軸過盈配合,兩個(gè)零件都是柔體.接觸介紹

...基本概念接觸協(xié)調(diào)實(shí)際接觸體相互不穿透.因此,程序必須在這兩個(gè)面間建立一種關(guān)系,防止它們?cè)谟邢拊治鲋邢嗷ゴ┻^.當(dāng)程序防止相互穿透時(shí),稱之為強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).F目標(biāo)面接觸面當(dāng)沒有強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)時(shí),發(fā)生穿透.

F接觸介紹

...基本概念接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)的罰函數(shù)法,用一個(gè)接觸“彈簧”在兩個(gè)面間建立關(guān)系.彈簧剛度稱為懲罰參數(shù),或者更通俗一點(diǎn),就是接觸剛度.當(dāng)面分開時(shí)(開狀態(tài)),彈簧不起作用；當(dāng)面開始穿透時(shí)(閉合),彈簧起作用.彈簧偏移量滿足平衡方程:F=k式中k是接觸剛度.FD接觸介紹

...基本概念…接觸協(xié)調(diào)–罰函數(shù)法數(shù)學(xué)上要求有限的穿透量D

在交界面處產(chǎn)生接觸力.平衡需要此接觸力.因此,為了平衡,D

必須大于零.然而,實(shí)際的接觸體相互不穿透.因此,為了最高的精度,目的是使發(fā)生在接觸界面處的穿透量最小.最小的穿透給出最大的精度.這意味著,理想的接觸剛度應(yīng)該是個(gè)非常大的值.然而,值太大會(huì)引起收斂困難.接觸介紹

...基本概念如果接觸剛度太大,一個(gè)微小的穿透將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)過大的接觸力,在下一次迭代中可能會(huì)將接觸面推開.用太大的接觸剛度通常會(huì)導(dǎo)致收斂振蕩,并且常會(huì)發(fā)散.迭代n迭代n+1FFF接觸F迭代n+2接觸介紹

...基本概念接觸協(xié)調(diào)–lagrange乘子法另外一種方法,lagrange乘子法,增加一個(gè)附加自由度(接觸壓力),來滿足不可穿透條件.F接觸介紹

...基本概念接觸協(xié)調(diào)–增廣lagrange法多數(shù)ANSYS接觸單元可以將罰函數(shù)法和lagrange乘子法結(jié)合起來強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào).稱之為增廣lagrange法.在迭代的開始,接觸協(xié)調(diào)基于懲罰剛度確定.一旦達(dá)到平衡,檢查穿透容差.此時(shí),如果有必要,接觸壓力增加,迭代繼續(xù).F穿透容差接觸介紹

...基本概念…接觸協(xié)調(diào)–增廣lagrange法由于平衡,矯正穿透量.在矯正階段發(fā)生振蕩.增大接觸應(yīng)力,減少穿透量.接觸介紹

...基本概念面-面接觸單元

ANSYS中最常用的接觸單元是面-面單元.Targe169和170剛性或可變形的目標(biāo)面Conta171到174可變形的接觸面這些單元非常適合面-面接觸的情況,如過盈裝配接觸,嚙合接觸,鍛造和深拉.接觸介紹

...基本概念…面-面接觸單元這些接觸單元采用接觸對(duì)概念,接觸對(duì)由目標(biāo)面和接觸面組成.面-面接觸單元象皮膚一樣覆蓋在下面的有限元模型上.用獨(dú)立的單元類型定義目標(biāo)面和接觸面.接觸對(duì)通過共用實(shí)常數(shù)組來識(shí)別.接觸面上的接觸單元

(實(shí)常數(shù)=N)目標(biāo)面上的目標(biāo)單元

(實(shí)常數(shù)=N)接觸介紹

...基本概念…面-面接觸單元ANSYS支持剛性體-柔性體和柔性體-柔性體的面-面接觸模型.柔性體-柔性體接觸模型有可變形的目標(biāo)面,只要目標(biāo)單元覆蓋在可變形的單元上,就創(chuàng)建了目標(biāo)面.剛性體-柔性體接觸模型有剛性目標(biāo)面,該目標(biāo)面不覆蓋在任何可變形的單元上.剛性目標(biāo)單元接觸單元下層網(wǎng)格接觸介紹

...基本概念…面-面接觸單元面-面接觸單元用增廣lagrange法強(qiáng)制接觸協(xié)調(diào)(缺省).廣義lagrange

法采用接觸剛度和穿透容差.對(duì)于“簡單”接觸模型,正常情況需要給出接觸對(duì)的三個(gè)特征:接觸剛度值.穿透容差值.還需要確定接觸對(duì)中哪一個(gè)面應(yīng)該是目標(biāo)面,哪一個(gè)面應(yīng)該是接觸面.接觸介紹

...基本概念接觸剛度接觸剛度是影響精度和收斂行為的最重要的參數(shù).已經(jīng)知道較大的剛度精度高,但收斂困難.必須仔細(xì)地確定一個(gè)適當(dāng)?shù)慕佑|剛度值.“最好的”值經(jīng)常是與問題相關(guān)的.程序提供的缺省值可能不適合.可能要求做一些試驗(yàn)去確定一個(gè)適當(dāng)?shù)闹?使產(chǎn)生的收斂解具有可以接受的精度.接觸介紹

...基本概念…接觸剛度對(duì)于面-面接觸單元,用一個(gè)系數(shù)

(FKN)給出接觸剛度.也就是說,程序通過對(duì)下層單元的剛度乘以該系數(shù)來確定接觸剛度.

k接觸t=FKNxf(k下層)對(duì)于面-面接觸單元,接觸剛度的單位是單位面積的剛度,或(F/L)/(L2).接觸剛度的一個(gè)較好值經(jīng)常通過使接觸剛度等于下層單元的剛度獲得.作為起始估計(jì),嘗試:對(duì)于接觸中的大塊實(shí)體,FKN=1.0.對(duì)于柔性較大(彎曲為主)的部件,FKN=0.1.接觸介紹

...基本概念…接觸剛度有時(shí),一個(gè)模型的不同區(qū)域可能需要有不同的接觸剛度.大塊實(shí)體接觸;試用FKN=1.0柔性接觸;試用FKN=0.1接觸介紹

...基本概念…接觸剛度需要確定結(jié)果對(duì)接觸剛度是否敏感.選擇一個(gè)好的剛度值可能需要一些試驗(yàn),下面的步驟可以用于靜態(tài)、非路徑相關(guān)分析的指南:改變接觸單元選項(xiàng),允許接觸剛度在重啟動(dòng)期間可以修改,KEYOPT(10)=1.開始時(shí)采用一個(gè)“軟的”FKN可以幫助克服收斂困難.運(yùn)行此分析,直到最終載荷.檢查對(duì)分析比較重要的一些結(jié)果(等效應(yīng)力,接觸壓力等).接觸介紹

...基本概念…接觸剛度增大FKN并重啟動(dòng)求解.再檢查結(jié)果.重復(fù)步驟5和6,直到達(dá)到所預(yù)期的收斂.SEQVFKN尋找FKN值,超過此值,結(jié)果不發(fā)生顯著的改變.接觸介紹

...基本概念…接觸剛度作為一個(gè)例子,對(duì)于一個(gè)軸上套環(huán)的過盈配合分析,FKN是變化的.等效vonMises應(yīng)力的最大值被監(jiān)控.在這種特殊情況下,FKN＝1.0經(jīng)證明可以給出足夠的精度.接觸介紹

A.接觸剛度…練習(xí)請(qǐng)參考附加練習(xí):W14.接觸介紹-接觸剛度研究(FKN)接觸介紹

...基本概念穿透容差穿透容差也影響收斂和精度,盡管影響程度沒有接觸剛度大.當(dāng)穿透容差嚴(yán)格時(shí),精度可以改善,但是更難以收斂.和剛度一樣,以系數(shù)(FTOLN)的方式確定穿透容差.程序通過將下層單元的深度(h)乘以所給出的系數(shù)確定穿透容差.容差=FTOLNxh接觸介紹

...基本概念…穿透容差不要用一個(gè)軟FKN和一個(gè)緊FTOLN.如果接觸剛度達(dá)到強(qiáng)制協(xié)調(diào)的最好效果,通常會(huì)得到最好的收斂行為.用合理的剛度值FKN.用合理的FTOLN值“協(xié)調(diào)”穿透.太小的FTOLN值將導(dǎo)致收斂困難.千萬別用太小的容差值!增大懲罰剛度(FKN)將減少穿透.盡管增大FKN100倍通常相應(yīng)地會(huì)減少穿透,然而其它重要項(xiàng),如接觸壓力,可能至少會(huì)改變5%.接觸介紹

A.穿透容差…練習(xí)請(qǐng)參考附加練習(xí):W15.接觸介紹-穿透容差研究(FTOLN)接觸介紹

...基本概念指定接觸和目標(biāo)面程序通過一組離散的接觸點(diǎn)(單元高斯點(diǎn))定義接觸面.程序?qū)⒛繕?biāo)面定義為連續(xù)面.兩個(gè)面可以在高斯點(diǎn)之間相互穿透而不識(shí)別接觸,這會(huì)引起誤差.目標(biāo)面接觸面在高斯點(diǎn)之間,目標(biāo)面可以穿透接觸面.接觸介紹

...基本概念…指定接觸和目標(biāo)面通過仔細(xì)地指定目標(biāo)和接觸面,可以減少不能識(shí)別的穿透.然而,對(duì)于剛性體-柔性體接觸,目標(biāo)面和接觸面的選擇是不能改變的.剛性面必須總是目標(biāo)面.鋼軸(剛性)必須是目標(biāo)橡膠罩(柔性)必須是接觸面…指定接觸和目標(biāo)面對(duì)于柔性體-柔性體接觸,通過使接觸點(diǎn)數(shù)達(dá)到最大可以獲得最好的精度.當(dāng)指定柔性體-柔性體接觸的接觸面和目標(biāo)面時(shí),按如下準(zhǔn)則進(jìn)行:如果一個(gè)面網(wǎng)格粗,另一個(gè)面網(wǎng)格細(xì),粗網(wǎng)格面應(yīng)該是目標(biāo)面.考慮如果顛倒此指定,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象:接觸介紹

...基本概念xxxx如果更細(xì)的網(wǎng)格是目標(biāo)面,它將跨過高斯點(diǎn)“下垂”,象圖示那樣穿透.接觸介紹

...基本概念…指定接觸和目標(biāo)面指定接觸和目標(biāo)面的其它準(zhǔn)則:如果一個(gè)凸面與一個(gè)平面或凹面進(jìn)入接觸,平面和凹面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另一個(gè)面更硬,較硬的面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面是高階,另一個(gè)面是低階,低階面應(yīng)該是目標(biāo)面.如果一個(gè)面比另外一個(gè)面更大,較大的面應(yīng)該是目標(biāo)面.接觸介紹

...基本概念…指定接觸和目標(biāo)面當(dāng)所有的接觸單元都在一個(gè)面上,所有的目標(biāo)單元都在另一個(gè)面上時(shí),稱該模型為不對(duì)稱接觸.不對(duì)稱接觸一般是模擬面-面接觸最有效的方法.然而,在有些情況下,不對(duì)稱接觸執(zhí)行的不令人滿意.目標(biāo)和接觸面之間不存在明顯的區(qū)別.目標(biāo)和接觸面都有粗糙的網(wǎng)格.有時(shí)目標(biāo)-接觸區(qū)別不明顯接觸介紹

...基本概念…指定接觸和目標(biāo)面一個(gè)可用的辦法是創(chuàng)建雙接觸對(duì),稱之為對(duì)稱接觸.創(chuàng)建了一個(gè)接觸對(duì)之后,只要簡單地對(duì)同樣的表面創(chuàng)建具有相反的目標(biāo)-接觸面指定的第二個(gè)接觸對(duì).接觸目標(biāo)目標(biāo)接觸第一步-創(chuàng)建第一個(gè)接觸對(duì)第二步-創(chuàng)建第二個(gè)(對(duì)稱)接觸對(duì)接觸介紹

...基本概念…指定接觸和目標(biāo)面盡管一些模型為了精確,可能需要對(duì)稱接觸.但是要注意,對(duì)稱接觸比非對(duì)稱接觸效率要低些.因此,除非有必要,否則不要用對(duì)稱接觸.還要注意,當(dāng)用對(duì)稱接觸時(shí),后處理要困難些.接觸壓力是兩組接觸單元的平均值.此平均值不能自動(dòng)地作為標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果項(xiàng)得到.需要用APDL或ETABLE計(jì)算.接觸介紹

A.接觸和目標(biāo)…練習(xí)請(qǐng)參考附加練習(xí):W16.接觸介紹-接觸面和目標(biāo)面指定接觸介紹

...基本概念剛性目標(biāo)面-導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)缺省時(shí),程序自動(dòng)約束剛性目標(biāo)面.也就是說,自動(dòng)地將目標(biāo)的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)定為零.要模擬剛性目標(biāo)的更復(fù)雜行為,可以創(chuàng)建一個(gè)特殊的單節(jié)點(diǎn)目標(biāo)單元,稱為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn).該單元通過具有相同的實(shí)常數(shù)屬性與目標(biāo)面聯(lián)系起來.對(duì)于整個(gè)剛性面,導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)起手柄的作用.可以對(duì)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)指定非零的位移,轉(zhuǎn)動(dòng),力和/或力矩模擬目標(biāo)面的剛體運(yùn)動(dòng).注意如果存在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn),程序?qū)⒉蛔詣?dòng)約束剛性面.接觸介紹

...基本概念…導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)可以在任意位置指定.這允許剛性目標(biāo)面的一般轉(zhuǎn)動(dòng).僅僅導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)可以與其它單元發(fā)生聯(lián)系.例如,要考慮剛性體的質(zhì)量,在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)處定義一個(gè)質(zhì)量單元(MASS21).每個(gè)目標(biāo)面只能有一個(gè)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn).剛性面轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)(在轉(zhuǎn)動(dòng)的中心)接觸介紹

B.接觸向?qū)?面接觸單元可以用標(biāo)準(zhǔn)的單元生成過程創(chuàng)建:建立單元TYPE,REAL和MAT數(shù)據(jù),設(shè)置單元屬性,指定目標(biāo)和接觸面,然后劃分網(wǎng)格或用ESURF命令操作.這個(gè)過程在創(chuàng)建接觸對(duì)時(shí)“費(fèi)心勞神”.值得慶幸的是,有個(gè)更好的辦法...接觸介紹

...接觸向?qū)Ы佑|向?qū)榇蠖鄶?shù)接觸問題提供了一個(gè)簡單的辦法來構(gòu)造接觸對(duì).接觸向?qū)⒁龑?dǎo)創(chuàng)建接觸對(duì)的過程.接觸介紹

...接觸向?qū)Ы佑|向?qū)У暮锰?自動(dòng)定義單元類型和實(shí)常數(shù)設(shè)置迅速接近接觸選項(xiàng)和參數(shù)接觸對(duì)瀏覽工具迅速顯示和反轉(zhuǎn)接觸法向只有對(duì)模型的部分劃分網(wǎng)格后,才能用接觸向?qū)?在啟動(dòng)向?qū)?chuàng)建柔性體-柔性體接觸模型之前,對(duì)用作接觸面的模型的所有部件劃分網(wǎng)格.要?jiǎng)?chuàng)建剛性體-柔性體接觸模型,只對(duì)用作柔性接觸面的模型的部件劃分網(wǎng)格.接觸介紹

...接觸向?qū)Э纯慈绾螌?duì)第六章練習(xí)的連接器模型添加一個(gè)接觸對(duì).首先,指定剛性或柔性目標(biāo)類型(如果選擇可用),并拾取目標(biāo)面.可以根據(jù)模型中現(xiàn)有的實(shí)體,拾取節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)組、線或面.接觸介紹

...接觸向?qū)缓?拾取接觸面.同樣,根據(jù)模型中現(xiàn)有的實(shí)體,可以再次拾取節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)組、線或面.接觸介紹

...接觸向?qū)?/p>

點(diǎn)擊Optionalsetting按鈕,確定一般接觸行為的技術(shù)條件收斂工具、摩擦影響、目標(biāo)約束、熱界面參數(shù)和其它各種參數(shù).接觸介紹

...接觸向?qū)?/p>

最后,點(diǎn)擊Creat

按鈕創(chuàng)建該接觸對(duì)的接觸和目標(biāo)單元.用于該接觸對(duì)的實(shí)常數(shù)號(hào)是相同的.接觸對(duì)中的單元自動(dòng)畫出,打開單元坐標(biāo)系(ESYS)符號(hào),來顯示單元的外法向方向.如果有錯(cuò)誤法向,現(xiàn)在就可以將它們翻轉(zhuǎn)過來.面-面接觸單元提供了三個(gè)自由度選項(xiàng):結(jié)構(gòu):UX,UY,和UZ結(jié)構(gòu)和熱:UX,UY,UZ和TEMP熱:TEMP(對(duì)純熱接觸問題)當(dāng)用此向?qū)?chuàng)建接觸對(duì)時(shí),接觸單元自由度選項(xiàng)自動(dòng)基于下層單元的自由度設(shè)置.不需要調(diào)整.面-面接觸單元的自由度也可以通過命令設(shè)置:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete…接觸介紹

...接觸向?qū)Ы佑|介紹

...接觸向?qū)asic表包含所有與接觸行為和收斂相關(guān)的一般參數(shù).指定參數(shù)是缺省的縮放系數(shù)或常數(shù)接觸介紹

...接觸向?qū)riction表

包含接觸界面上所有和靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦有關(guān)的參數(shù);也允許在接觸界面上定義最大摩擦應(yīng)力.MU=MUK*(1+(FACT-1)exp(-dc*VREL)式中:MU=摩擦系數(shù)MUK=動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)VREL=兩接觸面間的相對(duì)滑動(dòng)速率FACT=靜態(tài)與動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的比.dc=衰變指數(shù)比率接觸介紹

...接觸向?qū)Σ劣嘘P(guān)的注釋面-面接觸單元提供基本的庫侖摩擦模型,當(dāng)滑動(dòng)發(fā)生時(shí),該摩擦模型定義等效應(yīng)力t:

t=m

xp

m是摩擦系數(shù),作為材料屬性定義,如前面幻燈片上接觸向?qū)е兴?如果m等于零(缺省),剪切應(yīng)力將不會(huì)被傳遞.p

是接觸壓力.當(dāng)兩面間的剪切應(yīng)力超過m

xp,則這兩個(gè)面將相互滑動(dòng).還可以用更高級(jí)的摩擦選項(xiàng).將在高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊培訓(xùn)手冊(cè)中討論.接觸向?qū)Ц呒?jí)功能

InitialAdjustment表 包括先前的穿透和表面補(bǔ)償參數(shù)(具體指導(dǎo)請(qǐng)參看<高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊>培訓(xùn)課程.)

接觸向?qū)Ц呒?jí)功能

MISC表防止偽接觸,梁/殼厚度效應(yīng)和接觸檢測(cè)點(diǎn)的位置,高斯或節(jié)點(diǎn)(在<高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊>培訓(xùn)課程中詳細(xì)討論)接觸向?qū)Ц呒?jí)功能

Rigidtarget表 指定約束和高階目標(biāo)單元選項(xiàng)(在<高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊>培訓(xùn)課程中詳細(xì)討論)Thermal表所有的熱接觸參數(shù),包括表面輻射場附近的接觸傳導(dǎo)性,摩擦生熱因素(在<高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊>培訓(xùn)課程中詳細(xì)討論)接觸介紹

...接觸向?qū)?dǎo)向節(jié)點(diǎn)剛性目標(biāo)面可以與“導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)”聯(lián)系起來,導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng).可以在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)上為整個(gè)目標(biāo)面確定力,位移和/或轉(zhuǎn)動(dòng).可以認(rèn)為導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)是整個(gè)剛性面的手柄.如果定義一個(gè)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn),ANSYS僅在導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)上檢驗(yàn)邊界條件而忽略目標(biāo)面上其它節(jié)點(diǎn)的約束.導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)可以通過對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)劃分網(wǎng)格生成,或通過采用和目標(biāo)單元相同的單元屬性直接生成.接觸介紹

...接觸向?qū)?dǎo)向節(jié)點(diǎn)(續(xù))接觸向?qū)Р荒転閯傂阅繕?biāo)面創(chuàng)建導(dǎo)向節(jié)點(diǎn).要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)導(dǎo)向節(jié)點(diǎn),必須用劃分網(wǎng)格或直接生成的辦法:首先,為目標(biāo)單元設(shè)置單元屬性(材料,實(shí)常數(shù)和單元類型).記住對(duì)接觸對(duì)的余下部分要用相同的實(shí)常數(shù)號(hào).然后對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)劃分網(wǎng)格,此關(guān)鍵點(diǎn)位于導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)所要求的位置.已經(jīng)知道導(dǎo)向節(jié)點(diǎn)可以在任何位置-它不需要實(shí)際地附于其它目標(biāo)單元.另一種辦法,直接生成,為目標(biāo)單元形狀設(shè)置一個(gè)附加屬性(TSHAP,PILO),然后在所要求的節(jié)點(diǎn)處創(chuàng)建單元.接觸介紹

C.求解自動(dòng)求解控制,包括面-面接觸單元的缺省選項(xiàng)設(shè)置,對(duì)于大多數(shù)接觸分析通常都能相當(dāng)穩(wěn)定的求解.如果遇到收斂困難,一般是由如下三個(gè)原因中的一個(gè)或幾個(gè)引起的:接觸剛度值太大.穿透容差值太緊.最小時(shí)間步長太大.要改善收斂,試用按如下次序修改你的模型:減小FKN.增大FTOLN.減小最小時(shí)間步長(或增大最大子步數(shù)).接觸介紹

...求解如果修改了FKN,FTOLN以及時(shí)間步長,模型還不收斂,則可能需要用高級(jí)接觸選項(xiàng).在<高級(jí)接觸和螺栓預(yù)緊>培訓(xùn)手冊(cè)中討論.如果模型包括摩擦,因?yàn)槟Σ潦且环N路徑相關(guān)的現(xiàn)象,所以為了準(zhǔn)確,需要用小的時(shí)間步長.不像塑性,如果摩擦?xí)r間步長太大,沒有可以觸發(fā)的二分后移控制.注意在接觸求解中,所有的平衡迭代在第一個(gè)子步的二分前進(jìn)行,以幫助建立初始接觸條件.接觸介紹

D.后處理接觸模型的結(jié)果將包括許多與接觸有關(guān)的附加項(xiàng).這些項(xiàng)與接觸單元(不是目標(biāo)單元)聯(lián)系在一起,并且在GUI中很容易得到.用通用后處理器,可以按節(jié)點(diǎn)(平均)或單元(不平均)等值線圖對(duì)這些相進(jìn)行顯示.對(duì)于接觸分析,動(dòng)畫圖特別有幫助.用時(shí)間-歷程后處理器,可以將這些項(xiàng)作為時(shí)間-歷程變量畫出來.接觸介紹

...后處理接觸狀態(tài)是指定接觸單元當(dāng)前狀態(tài)的一個(gè)整數(shù):STAT=0:開但不鄰近接觸.STAT=1:開,但鄰近接觸.STAT=2:閉合并滑動(dòng).STAT=3:閉合并粘著.接觸介紹

...后處理注意由于平均處理,狀態(tài)的節(jié)點(diǎn)(平均)等值線圖將展示非整數(shù)的等值線值.對(duì)于單元狀態(tài)的等值線圖,單元(不平均)等值線圖通常更合適.與此類似,對(duì)于其它接觸結(jié)果項(xiàng),也會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的節(jié)點(diǎn)等值線圖.如果節(jié)點(diǎn)(平均)等值線圖看上去不合理,試用單元(不平均)圖代替.接觸區(qū)節(jié)點(diǎn)等值線圖中,狀態(tài)>1單元等值線圖中,狀態(tài)=1接觸介紹

...后處理穿透或間隙距離表示實(shí)際的穿透量(STAT=2或3)或離開的間隙(STAT=1),與長度單位一致.在列表中,穿透距離為正,間隙距離為負(fù).因?yàn)榈戎稻€圖可以顯示穿透或間隙(不同時(shí)),對(duì)這兩項(xiàng)等值線圖總是顯示為正值.接觸壓力(PRES)和摩擦應(yīng)力值(SFRI)表示接觸單元的當(dāng)前值,從高斯點(diǎn)拷貝到節(jié)點(diǎn).接觸介紹

E.練習(xí)請(qǐng)參考附加練習(xí):W17.接觸介紹-嚙合副接觸介紹

F.裝配接觸現(xiàn)在許多分析人員從CAD軟件中輸入實(shí)體模型,然后在ANSYS中對(duì)輸入的模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和分析.對(duì)于多數(shù)CAD程序,一個(gè)單個(gè)的體,不管多復(fù)雜,都是代表單個(gè)零件.在裝配中,多個(gè)體模型將由幾個(gè)零件連接在一起.零件B零件A接觸介紹

...裝配接觸一個(gè)裝配的零件間的邊界通常表示CAD模型內(nèi)數(shù)學(xué)上的不連續(xù).當(dāng)在ANSYS中劃分網(wǎng)格時(shí),這些零件邊界處的網(wǎng)格將不連續(xù).邊界一邊的節(jié)點(diǎn)不會(huì)與邊界另一邊的節(jié)點(diǎn)“通話”.面-面接觸單元可以用一個(gè)稱為裝配接觸(ASSEMBLYCONTACT)的概念聯(lián)系零件邊界間的網(wǎng)格.用裝配接觸粘結(jié)零件A和B接觸介紹

...裝配接觸