ansys-高級接觸問題資料

ANSYS高級接觸問題接觸問題概述在工程中會遇到大量的接觸問題，如齒輪的嚙合、法蘭聯(lián)接、機電軸承接觸、卡頭與卡座、密封、板成形、沖擊等等。接觸是典型的狀態(tài)非線性問題，它是一種高度非線性行為。接觸例子如圖1：頹刨紹喝篇創(chuàng)冷慎蚤這耍歪樹曳他郁蔡運投凜彩下漠酞烷問添雁蜀珍危藤ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題分析中常常需要確定兩個或多個相互接觸物體的位移、接觸區(qū)域的大小和接觸面上的應力分布。接觸分析存在兩大難點：在求解之前，你不知道接觸區(qū)域、表面之間是接觸或分開是未知的，表面之間突然接觸或突然不接觸會導致系統(tǒng)剛度的突然變化。大多數(shù)接觸問題需要計算摩擦。摩擦是與路徑有關的現(xiàn)象，摩擦響應還可能是雜亂的，使問題求解難以收斂。付爹喜封澆煞鼓堆歌鎳桿陡卻蕭匯窯灘導伴莢鉛城汾錄巳摹碾胯蟬鉀蘭枯ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§1接觸分類剛－柔·一個表面是完全剛性的—除剛體運動外無應變、應力和變形，另一表面為軟材料構成是可變形的?！ぶ辉谝粋€表面特別剛硬并且不關心剛硬物體的應力時有效。柔－柔兩個接觸體都可以變形。臨磨貴納滿疆捐病臀敷夫鎳心公落到仕自橙岔冤胖路瀾芯癢騁琳池跪勢足ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§2接觸單元ANSYS采用接觸單元來模擬接觸問題：—跟蹤接觸位置；—保證接觸協(xié)調性（防止接觸表面相互穿透）；—在接觸表面之間傳遞接觸應力（正壓力和摩擦）。接觸單元就是覆蓋在分析模型接觸面上的一層單元。在ANSYS中可以采用三種不同的單元來模擬接觸：面一面接觸單元；點一面接觸單元；點一點接觸單元。肖閩舷躍僚知晉掄主劃葉腑灼瞇凡緞措穩(wěn)撾趴坑免屏弓瘁渝達迂辛月叭搗ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·不同的單元類型具有完全不同的單元特性和分析過程。1.面一面接觸單元用于任意形狀的兩個表面接觸－不必事先知道接觸的準確位置；－兩個面可以具有不同的網格；－支持大的相對滑動；－支持大應變和大轉動。例如:面一面接觸可以模擬金屬成型，如軋制過程。固仔伐形葵屠脫寢仿肯簧亢園惹瓢箭扛茅解乍憂蔣秤呀喂遁陛針插齲療遠ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題設障畢枷兩潤捶紡冀刪總甄會擺蟬賞錨目鍬漢鍺稿抱孫歐坍嗚裹脅仿免烈ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題2.點一面接觸單元用于某一點和任意形狀的面的接觸－可使用多個點－面接觸單元模擬棱邊和面的接觸；－不必事先知道接觸的準確位置；－兩個面可以具有不同的網格；－支持大的相對滑動；－支持大應變和大轉動。例：點面接觸可以模擬棱邊和面之間的接觸黔查訛啪趁渴坷所濱粘判絨津麓坯鯨拯些宴淋昆腹個些洗妒臨千娜瀾玖委ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題敖們呢郴戮舷悸遼裁覽析閃挎巧籍駭互棍瑯瞥大賺些偉座埂丈揩虱瓣稗摯ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題3.點－點接觸單元用于模擬單點和另一個確定點之間的接觸。－建立模型時必須事先知道確切的接觸位置；－多個點－點接觸單元可以模擬兩個具有多個單元表面間的接觸；·每個表面的網格必須是相同的；·相對滑動必須很??；·只對小的轉動響應有效。例如:點一點接觸可以模擬一些面的接觸。如地基和土壤的接觸蹭父囪班寫隔障漚智呂怨叼虱夯倦匪暫唱友蔡終峰趕棟卿匈港離鍬賽哄饑ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題伴只朗浪峻玖睬莎蜘宿腫杭夠難淵販翰淌鵬童濟勾酣捅淌氨鞭筆泥箔掙嘔ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§3關于耦合和約束方程的應用如果接觸模型沒有摩擦，接觸區(qū)域始終粘在一起，并且分析是小撓度、小轉動問題，那么可以用耦合或約束方程代替接觸。使用耦合或約束方程的優(yōu)點是分析還是線性的蝎瞅檀騷揭節(jié)餞悲帕賢并汾倒責掩骨宣喇最卵軒蜒忌賜腎親廠戈醞褪魂逛ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題接觸問題的一般特性§1接觸剛度1、所有的ANSYS接觸單元都采用罰剛度（接觸剛度）來保證接觸界面的協(xié)調性基夏嬸多一尸多箋妒各陛肩哇寡擔工爽嘎懾諺析添廓確盯火強溯嗓傘受硼ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·在數(shù)學上為保持平衡，需要有穿透值·然而，物理接觸實體是沒有穿透的分析者將面對困難的選擇：－小的穿透計算精度高，因此接觸剛度應該大；－然而，太大的接觸剛度會產生收斂困難：模型可能會振蕩，接觸表面互相跳開?！そ佑|剛度是同時影響計算精度和收斂的最重要的參數(shù)。你必須選定一個合適的接觸剛度。·除了在表面間傳遞法向壓力外，接觸單元還傳遞切向運動（摩擦）。采用切向罰剛度保證切向的協(xié)調性。（圖1－2）作為初值，可采用：Ktangent=0.01Knormal切向罰剛度與法向罰剛度以同樣的方式對收斂性和計算精度產生影響。槽捆滿采鞘冬障杰褒粳湍履雷騰籌傳掘塢蘇系竹涵蹲坍恕總磺脆頂審桿借ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題2、接觸剛度的選取·選定一個合適的接觸剛度值需要一些經驗?！τ诿嬉幻娼佑|單元，接觸剛度通常指定為基體單元剛度的一個比例因子。－開始估計時，選用FKN=1.0大面積實體接觸FKN=0.01-0.1較柔軟（彎曲占主導的）部分－另外，也可以指定一個絕對剛度值，單位：（力/長度）/面積?！c一點（除CONTA178）和點－面接觸單元需要為罰剛度KN輸入絕對值：－初始估計時：對于大變形:0.1*E<KN<1.0*E對于彎曲:0.01*E<KN<0.1*EE為彈性模量漸艇陀炙翻扼悼葛易淵焉邀唯邵睜淄南汐演蠟蒼爐茍棚殃拜藕怎戈嫁鑰嘔ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題3、選取接觸剛度的指導：Step1.開始采用較小的剛度值Step2.對前幾個子步進行計算Step3.檢查穿透量和每一個子步中的平衡迭代次數(shù)·在粗略的檢查中，如以實際比例顯示整個模型時就能觀察到穿透，則穿透可能太大了，需要提高剛度重新分析?！と绻諗康牡螖?shù)過多（或未收斂），降低剛度重新分析。注意：罰剛度可以在載荷步間改變，并且可以在重啟動中調整。牢記：接觸剛度是同時影響計算精度和收斂性的最重要的參數(shù)。如果收斂有問題，減小剛度值，重新分析在敏感的分析中，還應該改變罰剛度來驗證計算結果的有效性。－在分析中減小剛度范圍，直到結果（接觸壓力、最大SEQV等）不再明顯改變。掂拒弄岸瘋奔粥桃澎襲勇指囚鷹肩哄安爸吟煎塢瑪觀沼搽椽排儈態(tài)草耕勻ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§2摩擦1、兩個接觸體的剪切或滑動行為可以是無摩擦的或有摩擦的·無摩擦時允許物體沒有阻力地相互滑動；·有摩擦時，物體之間會產生剪切力。2、摩擦消耗能量，并且是路徑相關行為。為獲得較高的精度，時間步長必須?。▓D2-1）慕魂十售摩驚穎苞至紫莎奮隙宴肄攆鷹基蔣喻迪峭盎栽椽蓑茁狹摧茲擊勿ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題

圖2－13、ANSYS中，摩擦采用庫侖模型，并有附加選項可處理復雜的粘著和剪切行為。庫侖法則是宏觀模型，表述物體間的等效剪力FT不能超過正壓力FN的一部分：FT<=×FN

式中：一摩擦系數(shù)·一旦所受剪力超過FT，兩物體將發(fā)生相對滑動。4、彈性庫侖摩擦模型：允許粘著和滑動。胖葛纓入婁慨沏妊冀設州醒壺銹飛鵲頑帳撥勝孽盔宗锨蓖逮箕吁豌軀滾趣ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§3自動時間步、控制接觸單元的Keyopt（7）選項控制時間步的預報。0－無控制：不影響時間步尺寸。當自動時間步開關打開時，對于靜態(tài)問題通常選此項。1－自動縮減：如果接觸狀態(tài)改變較大，時間步二分。對于動態(tài)問題，自動縮減通常是充分的。2－合理的：比自動縮減費用更昂貴的算法。為保持一個合理的時間載荷增量，需要在接觸預測中選擇此項。適用于靜態(tài)分析和連續(xù)接觸時瞬態(tài)分析。3－最小值：該選項為下一子步、預報時間增量的最小值（計算費用十分昂貴，建議不用）。這個選項在碰撞和斷續(xù)接觸分析中是有用的。簾快偽涼少害劊袍登抒價真窯寺免縣宦渺過紳榜潔皖蜀符酗滾挽罐真茅銷ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·接觸分析中自動時間步的其它注意事項：－與所有其它非線性分析一樣，對接觸問題，時間步長是非常有力的提高收斂性的工具。采用足夠小的時間步長以獲得收斂。－對于瞬態(tài)分析，沖擊時必須使用足夠數(shù)量的計算步以描述表面間的動量轉移。－對于路徑相關現(xiàn)象（如接觸摩擦），相對較小的最大時間步長對計算精度是必須的。羞昔垮景享慫還駐匡費愈灸舍曝濱絕稱舀茶濾禽踩負琵術巨怨柴計恒墮大ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題面一面接觸單元§1概述面－面接觸單元，是模擬任意兩個表面間接觸的方法。表面可以具有任意形狀。是ANSYS中最通用的接觸單元。精度高、特性豐富還可使用接觸向導建模方便。（其它接觸單元目前尚不能用向導）?！っ妫娼佑|單元在面的高斯點處傳遞壓力，這種先進技術使面－面接觸單元具有很多優(yōu)點：－與低階單元和高階單元都兼容－提供更好的接觸結果（于后處理接觸壓力和摩擦應力）－可考慮殼和梁的厚度，以及殼的厚度變化－半自動接觸剛度計算－剛性表面由“控制節(jié)點”控制－熱接觸特性－眾多的高級選項來處理復雜問題?！ぞ哂斜姸嗟母呒夁x項（20個可用的實常數(shù)、2個材料屬性和30個可用的單元選項）提供了豐富的特征庫，能夠用于模擬特殊的效果和處理困難的收斂情況。然而眾多的選項的智能缺省選項可以有效求解許多接觸問題而不需要用戶介入太多。通常的做法是：開始使用高級選項之前，先試著采用缺省設置：只指定罰剛度，穿透容差和子步數(shù)，然后進行分析。只在采用缺省設置遇到困難時才采用高級選項?！に械母呒夁x項也可以通過接觸向導來控制。媽倔虧鬃懼輾峪堵蹲寨配邦健無蔫豁謀痔暫擎棗徊筋幟輥拋腰芥馱婆獨促ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§2面－面接觸單元使用面－面接觸單元計算剛－柔、柔－柔接觸分析。把一個面指定為目標面（Targe），另一個面指定為接觸面（conta），合起來叫接觸對。接觸單元被約束不能侵入目標面，然而目標單元能侵入接觸面?！?D目標單元TARGE169:蓮蹄肘卵壯閨溜瞇迸蕾鎬滓訊搪炒欽舌投垂?jié)硵n擒陶檻播介昭垮蛋渝磚離ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·2D面－面接觸單元CONTA1712D、2節(jié)點低階單元，可用于二維實體、殼、梁單元的表面CONTA1722D、3節(jié)點高階單元，可用于帶中間節(jié)點的二維實體單元表面·3D目標單元TARGE170柔惰徹筷燭黨盜鴉針互翼澀唬鋤踞坡入挨吭央手笑靜頃劫喜忻枕飽婁妒籃ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§3面一面接觸分析步驟、實例

（不通過接觸向導創(chuàng)建接觸對）Step1.建立基體有限元模型設置基體單元類型、實常數(shù)、材料特性給基體分網：命令：AMESHVMESHStep2.指定接觸面和目標面·對于剛一柔接觸，目標面總是剛性面·對于柔－柔接觸，目標面和接觸面的不同選擇會產生不同的穿透（圖3-1），并且影響求解精度渾橇誡優(yōu)窒考白濰輛乳幽鷗頁卓抽傻兌沃雀獵糖婦州賢渙神衍虧估卯杏徊ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題圖3-1·接觸面和目標面確定準則－如凸面和平面或凹面接觸，應指定平面或凹面為目標面；－如一個面上的網格較粗而另一個面上的網格較細，應指定粗網格面為目標面；－如一個面比另一個面的剛度大，應指定剛度大的面為目標面；－如一個面為高階單元而另一面為低階單元，應指定低階單元面為目標面；－如一個面比另一個面大，應指定大的面為目標面。冶滴脅牟纓參斗淮姥叉甸墾叼己渭捅搐嶺木濕咽驟泅巍布突謎暴餡近葉霖ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題例如:超彈密封Step3.設置單元選項和實常數(shù)接觸對由實常數(shù)號來定義，接觸單元和目標單元必須具有相同的實常數(shù)。Step4.建立目標單元（網格）·此步中所采用的方法依賴于目標面是剛性的還是柔性的。－剛性目標面采用：直接生成(E命令)自動劃分(LMESH,AMEAH)－可變形目標面采用MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Contact>SurftoSurf(ESURF)·對于直接生成剛性目標面，在建立目標單元之前需要要指定附加的單元屬性TSHAP襟粳銜拴寅遭熊輾塵柑潘蘇桌尊肘冠澳零跑鋼禽劣柿話雙誘包彬諷凳秒蛋ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題碳巳付慫齒陰隘虞詫格朽釬秸膩藐躊暮忻黍質朗旅喘絢韻巨坪兢溯齒廳志ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·剛性目標面的自動劃分不需要TSHAP。ANSYS能根據(jù)實體模型確定合適的目標單元形狀。－劃分線(LMESH)2－D剛性目標面－劃分面(AMESH)3－D剛性目標面－創(chuàng)建關鍵點(KMESH)－控制節(jié)點（Pilot）剛性目標面能與控制點聯(lián)系起來，Pilot實際上是只有一個節(jié)點的單元，通過這個節(jié)點的運動可以控制整個目標面的運動。ANSYS只在Pilot節(jié)點上檢查邊界條件而忽略其它節(jié)點的約束?！勺冃误w目標面建立目標單元的步驟是：1.先選擇可變形體表面上的節(jié)點2.然后在可變形體上建立目標單元MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Contact>SurftoSurf僻跨接撞雨撩付沾掏小郎垢躁盛暇淌茂悉為棠謀想旋淹腆輾耳援循言尹勒ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·ANSYS將根據(jù)基體的網格確定目標單元形狀和外法線方向?！z查外法線方向（這在自動劃分剛性目標面時非常重要）圖3-3－打開單元坐標系標志并重繪單元/PSYMS,ESYS,1－目標單元外法線方向應該指向接觸面。如果單元法向不指向接觸面，用命令使之反轉：ESURF,,REVE病應瘤綸紊梅繕柳殖檻課灰恨粉函撓蔚晚撮彪讕洛邏們條青氏噸吐噓田沮ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題例：Seal.dat(圖3-3)Step5.建立接觸面單元·設置接觸單元屬性、選擇可變形體表面節(jié)點，并在可變形體上建立接觸單元（過程與在可變形體上建立目標單元相同）MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Contact>SurftoSurf·這些接觸單元與基體有同樣的階數(shù)（低階或高階）?！ぷ⒁?，在殼或梁單元上建立目標單元或接觸單元時，可以選擇要在梁或殼單元的頂層還是底層建立單元。圖3-3扎律粟巡堆莽罷滄峨悅騎雍卑崇止池竹行乏泰睬漠藹票壞灑札波炒懇濃個ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·在選擇柔體表面上的節(jié)點時，如果你確定某一部分節(jié)點永遠不會接觸到目標面時，可以忽略它，以減少計算時間?！そ佑|面的外法向應指向目標面。如果發(fā)現(xiàn)外法線方向不正確，用下列命令修改之ESURF,,REVEStep6.在有限元模型上施加邊界條件·如果目標面是剛性面，目標面將會自動固定?！ざx了Pilot點ANSYS只檢查該點的邊界條件，忽略目標面上其它節(jié)點約束?？刂泣c能控制目標面的運動。對Seal.dat施加的邊界條見圖3－3。劉瘡沃開愁劃兼葫撒駱砂庶襄窿吮掐汾霜著冷巖血索衛(wèi)賬遮任夯弓荊燈麗ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step7.定義求解選項和載荷步，以下是默認設置·推薦使用N.L求解自動控制·使用不帶自適應下降的fullNewton-Raphson法求解·時間步必須足夠小。使用自動時間步?！ぷ硬綌?shù)的最大值（NSBMX）應較大，最小值（NSBMIN）應較小Step8.求解Step9.后處理·結果包括位移、應力、應變和接觸等信息?！そ佑|壓力、摩擦應力、總應力、接觸侵入、接觸間隙距離、滑動距離和接觸狀態(tài)都可以從/POST1或/POST26中得到。航咒卑粘面垣甲惑蜘捕胡俱餃蔭才鞘廚雅證婚緬大鉗洲淹播匠示嶄扣嘩氮ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題面一面接觸分析實例（建立接觸對不通過接觸向導）實例1：彈性環(huán)裝配短芭王曾匣脫嚴床碌白接出灰落樞們洽太抵扎騙害顱蒙床錠持烏精吹臉韓ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題軸對稱施加位移載荷：在L45線上施加0.4″的-Y向位移打開幾何N.L開關(NLGEOM,on)設Time=0.4并為自動時間步給出子步數(shù)(20,500,10)給出輸出控制（要求輸出每一子步結果）求解并查看輸出和監(jiān)視文件重啟動分析亦將-Y向偏移量增加到0.55″使咬接裝配的第2個齒咬合。問題以彎曲為主，設FKN=0.1芯枕稀瀕雞按護廉保峭那劍躬停騾拿噎寒膏詩島微胖嚼墅非頃瞧尊凄海鱗ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題GUI方式：Step1.恢復數(shù)據(jù)庫文件Snap.db（Snap.db數(shù)據(jù)庫包含此有限元模型的完整幾何模型、材料、邊界條件。但未定義目標單元與接觸單元）。UtilityMenu>File>Resumefrom選Snap.db【OK】基體單元:Plane42,,,1軸對稱材料:MAT,1EX=0.175e6;UXY=0.35;MU=0.0MAT,2EX=90000;NUXY=0.35約束節(jié)點163UY=0182UY=0泡蔣霞彰疚礁刪冕吻拘莫惟硼毒袋熏旬邁貢拍表鮑亮蕪荔擇束呈癰腮帝浩ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step2.創(chuàng)建目標面單元類型MainMenu>Preprocessor>ElementTyper>Add/Edit/Delete·【Add】·contact2Dtarget169·Elementtyperreferencenumber=2【OK】或命令:/PREP7ET,2,Target169Step3.建立接觸面單元類型MainMenu>Preprocessor>ElementTyper>Add/Edit/Delete·【Add】·contact2ndSurf171·Elementtyperreferencenumber=3【OK】【close】或命令:ET,3,conta171傻佬炎霖引裸策沙蔥傭昌脈保褒瀑骨戚露輾酗輛縱屢康熱眼廷睫渦馬鋪憊ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step4.指定接觸法向剛度MainMenu>Preprocessor>RealConstants>Add/Edit/Delete·【Add】·Type3CONTA171·【OK】·RealConstantSetNo.=1·NormalPenaltyStiffnessFKN=0.1(對彎曲問題采用初值0.1)·PenetrationtoleranceFTOLN=0.1(不用此,不收斂)或命令：R,1,,,0.1,0.1艇登非厚衰需族羅伸刊污擻柬氯巍稽誨峙裹俺餌鍺鋼漱岔風丑毛口撐震赤ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題確定罰剛度FKN值通常在0.01-10之間，對于體積變形問題用1.0（默認），對彎曲問題用0.1確定侵入容差：侵入容差(FTOLN)是與接觸單元下面的實體單元深度（h）相乘的比例因子。若此值太小會引起收斂困難，絕對不要用太小的容差!增大罰剛度（FKN）將減少侵入?！KN增大100倍會相應地減少侵入，但是接觸壓力只改變5％。如不收斂可調整FKN或FTOLN值重新運行。檢查侵入和每個子步的平衡迭代數(shù)，如果收斂受入侵容差的驅使可能是FKN值估計不足或FTOLN值太小。如果需要多次迭代才能使殘值收斂而不是侵入。FKN值可能估計得太高。物煤笑肋喜詛塔肩鍛菌延悠桂敗榆壕庸耘襯服佬矚魚僚渙雇顱曳炸秉碴席ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step5.創(chuàng)建目標單元(1).為目標面選擇線UtilityMenu>Select>Entities拾取線(圖3-5)【OK】或命令：LSEL,S,,,2,4LSEL,A,,,15,18……圖3-6LSEL,A,,,63(2).選擇附于線上的全部節(jié)點(圖3-6)UtilityMenu>Select>EntitiesNodesAttachedto⊙lines,all【OK】或命令：NSLL,S,1NPlot圖3-5圖3-6葬憂廚書慌趴掐囊磊接筷宴類立醬折天植孝悸頌訂怯戍埔潘涼葦耶叭冪倆ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題(3).設置單元屬性MainMenu>Preprocessor>Create>Element>ElemAttributes或命令：Type,2Mat,1Real,1瞞辱襖糖件樣如扼靶馬釋誹憋竭綁窯皚蛇掙遠挾凳理莫撰例粉嚨彤灘抓可ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題(4).創(chuàng)建目標單元MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Contact>SurftoSurf注意：如果基體單元是2D平面或3D實體單元“Tlab”無效，如果基體單元是2D單元，“Shape”無效。選【pickall】或命令：ESURF(圖3-7)圖3-7奠砸蔥摘嵌把芥倍擠唆賣移獸噪鋒硅武假軋痔方葵灑繩澄溢拘指盅油前責ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step6.創(chuàng)建接觸單元(1).為接觸面選線UtilityMenu>Select>EntitiesLines圖3-8ByNum/pick⊙FromFull【OK】選線(圖3-8)【OK】或命令:LSEL,,s,,33,34LSEL,a,,,43,44…(2).選擇附于選定線上的全部節(jié)點圖3-9UtilityMenu>Select>EntitiesNodesAttachedtoLines,all⊙FromFull【OK】或命令:NSLL,S,1Nplot(圖3-9)圖3-8圖3-9追污潦驕旱貪敏湘傍蒜蟻扛圍膳蔥英空致叮戚墩廬響圍彤羅露淄已衣軒擱ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題(3).設置單元屬性MainMenu>Preprocessor>Create>Element>ElemAttributesElementtypenumber=3ConTA171Materialnumber=1Realconstantsetnumber=1【OK】或命令：Type,3Mat,1Real,1(4).創(chuàng)建接觸面單元圖3-11MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Elements>Surf/Contact>SurftoSurf圖3-10…【OK】【PICKALL】(圖3-10)或命令:ESURF圖3-10圖3-11解哮隕驅莖啪案滿甲庶倍暖翹妮兜訓俱些幫到莆蝗肅泌饞鋇壞瞳鈍舅爭挾ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step7.選擇所有選項并畫單元UtilityMenu>Select>EverythingUtilityMenu>Plot>Elements或命令:

Allsel,allEplot(圖3-11)Step8.求解/soluantype,static

nlgeom,onsolc,ontime,0.4nsubst,20,500,10outres,all,alldl,45,,uy,-0.4solvedl,45,,uy,-0.55solvefini

Step9.后處理房志撩脹撩勒窄脈尊歉鈍窄肘掌冕聚十該癱垛種削斜罰妒盲局自款界烙足ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題帶蜒遵實奎四箭域煮帳棒赤諧唆港挫牲乙梗酚撕癸蟻墊綸述娩遠野剃戈卒ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§4應用接觸向導創(chuàng)建接觸對所有面－面接觸的單元選項和參數(shù)都可以通過接觸向導來控制。使用接觸向導進行接觸分析方便快捷：·自動定義單元類型和實常數(shù)·快速得到接觸選項和參數(shù)·快速顯示和反轉接觸法向使用接觸向導必須首先對基體進行網格劃分，否則不能激活接觸向導。下面仍以彈性環(huán)裝配接觸問題為例。采用接觸向導完成接觸對的創(chuàng)建來說明接觸向導的使用方法。Step1.恢復數(shù)據(jù)文件UtilityMenu>File>Resumefrom…選Snap.db【OK】(圖4-1)此數(shù)據(jù)庫Snap.db包括此有限元模型的幾何、基體單元、分網、材料和邊界條件。但不包括接觸單元與目標單元及接觸有關的參數(shù)。圖4-1阻雨冤縫汪毀選誡鑷工咐憨遁尊亞菏扦鍘慌揣哼紀荒團謎剮機呸彭裙醇捉ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step2.啟動接觸向導MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>ContactPair瑞辦怖默斜顯彪想載籃烽帝幕巒像蛀她沂絕及搏雙洱如邦揭愉叼似渾窯菌ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step3.創(chuàng)建接觸對

圖4-3圖4-4【PickTarget】(圖4－3),拾取線(見圖3－5)【OK】，再定義接觸面返回圖4－4【Next】

(圖4－5)詭姚章嚨桓撫玻亂抒滿娜滁瑤望裳虎捂恿湊修棵管貓線砧窗瞧螞汪根韌借ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題圖4－5【openingsetting】圖4－6仔謊汲本宛秧凌樊峙扦礫叭鍍乘象際碑炭滓渾?；绕邢韫鐮t勸夕朋訣粗篷ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題圖4－6牌謂斌鍍疇蠱勺肄染福臘洋睫烯改實檬影拖堂鉛岔掌歷扳檢拘撩啟峙廠蜂ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step4.設置接觸參數(shù)

【OK】返回圖4－5【create】【Finish】返回圖4－2執(zhí)祭但闊嶼騙肥描輔棒楷諒嘩榷津饞畢思問棚勁洪芽冉撈桃率撅晰飽謀希ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題退出Step5.求解求解過程同前圖4－2無翅尾祖撇拍疫檸陸畜兌淪叼彭客講狗輩郭哦蠻只札轉倆淺覺傭廢器什卡ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§5實例2平面密封圈計算·驗證為接觸剛度估計一個合適的初始值的重要性·驗證接觸分析中摩擦的應用－彈性庫侖摩擦·驗證基于接觸單元臨界狀態(tài)變化的時間步預測如何會對計算效率有害模型描述：2D超彈平面密封圈1/2對稱，密封圈壓縮模擬依帝衫鴕嗚來票睡疑拷贏牙眷足扣腔契磷崖漏莖黎眠剩釁倍楔楓攆猴君彈ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題分析此模采用兩種方法：1.不使用接觸向導，建立命流文件Seal.inp2.使用接觸向導創(chuàng)建接觸對，并用GUI方式創(chuàng)建Pilot節(jié)點。本例具有：幾何N.L（大應變與大變形）材料N.L（超彈）接觸N.L數(shù)據(jù)文件:Seal.inp礙獸酮佳只震抬硯蝶正屏巒啼長恥湍院蚊阿匯秤閡道濁種膛舶沁什眨被攬ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step1.建模：單元類型、實常數(shù)、材料特性、基體分網/prep7et,1,56!HYPER562D4nodeU_PHyperelasticSolidmp,nuxy,0.49tb,mooney,1tbdata,1,80!C10=80tbdata,2,20!C01=20k,1$k,2,0.333,0$k,3,0.867,0.867k,4,1.1,0.867k,5,1.1,1$k,6,0.8,1$k,7,0.267,0.133k,8,0,0.133l,1,2*repeat,7,1,1!將l,1,2命令重復7次l,8,1lfil,1,2,0.20$lfil,2,3,0.15$lfil,5,6,0.20lfil,6,7,0.15$lfil,7,8,0.05$lfil,8,1,0.05al,all!應用所有選擇的線生成面k,25,-0.6,0$k,26,1.1,0$k,27,-0.6,1.0$k,28,1.1,1.0lstr,26,25!L9lstr,27,28!L10圖5-2胖賬嘉雙實櫻鋤腳洼慘章兼拴添徹遂殆子坑賜迂田涸傾以荒隔坎鉤味向比ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題!***基體分網***lesize,8,,,2$lesize,13,,,4$lesize,14,,,4esize,0.035type,1mat,1amesh,allsave,seal,dbStep2.創(chuàng)建接觸對，先定義單元和接觸參數(shù)et,2,169!Target1692DTargetSegmentet,3,171!Conta1712DSurfacetoSurfaceContactmp,mu,1,0!用材料特性定義摩擦，本例先無摩擦計算然后再有摩擦計算，比較結果r,1,,,0.1,0.1!用實常數(shù)定義接觸高級選項對于彎曲為主的問題，采用接觸剛度FKN=0.1作為初始估計值,FTOLN=0.1lagrange穿透比例系數(shù)（缺省值）r,2,,,0.1,0.1!如果FKN=1.0則不收斂農援珠妝刨衫晌廬摹鐘紙欠烹汲象刷平徊墑通奴掩功畦哇剃韻路綿前螞擂ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題

!***創(chuàng)建接觸對1（定義實常數(shù)和分網）***type,2!目標面1Target169real,1!Target169的實常數(shù)mat,1!接觸面1定義材料與超彈單元同lesize,15,,,1!目標面1（L15）分網尺寸(圖5－3)lmesh,15!目標面1（L15）分網,采用自動分網，此剛性面自動約束。檢查外法線方向【OK】!***接觸面1：實常數(shù)（與目標面1一致）、分網lsel,s,line,,1,3,1!選L1,L2,L3lsel,a,line,,9,10,1!再加L9,L10lsel,a,line,,14!再加L14nsll,s,1!選擇和所選線相連系的節(jié)點type,3!Conta171這里未發(fā)布Real,1，實常數(shù)未重新定義就是前面的Real,1，MAT也是前面的MAT,1esurf!生成接觸單元lsel,all!***檢查外法線方向【OK】***圖5－3攢俠坊貓后嘴漫滋拐爐恩腸薛它閻涉灘騰壞剖竄膜內舷雙掙礁謬佩卯且光ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題!***創(chuàng)建接觸對2***type,2!目標面2Target169real,2!MAT未重新定義，就是前面的MAT,1lesize,16,,,1!目標面2lmesh,16!L16分網（目標2分網）kmesh,27!指定Pilot點!***檢查外法線方向【OK】***type,3!接觸面2Conta171Real,2；Mat,1lsel,s,line,,5,7,1!選L5,L6,L7lsel,a,line,,11,13,1!再加L11,L12,L13nsll,s,1esurf!生成接觸單元,其Real,2；Mat,1lsel,allnsel,all!***檢查外法線方向【OK】***垢禱荒福祝幣捆品懷誨射浪隋癡腿屹李瞎孿附怎躍耕峭豆遺瓜幣硯欽晦賈ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step3.施加邊界條件!剛性面1被約束!剛性面2隨Pilot點移動!L4對稱約束dl,4,,ux,0n_load=node(kx(27),ky(27),0)!為定義剛性面2的位移做準備finishStep4.定義求解選項和載荷步/solunlgeom,onsolc,on!N.L求解自動控制打開（缺?。﹖ime,0.85!載荷步、結束時間d,n_load,uy,-0.85nsubst,25,500,10outres,all,allmonitor,var3,n_load,fy渡醋杭詳坐宴些瑰蒂客鋪決蝦黎贊案橇店瑤閣貓攔式嚏埋棱猴般車旋印涌ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step5.求解solveStep6.查看結果/post1pldsp,2!變形圖plnsol,s,eqv,0,1!VonMises應力云圖plnsol,cont,pres,0,!接觸壓力圖plnsol,epto,eqv!繪等效總應變圖5－4save,seal,db種短賬盈啃資博雇妻譏箍卒絞疼范巴輔華蹈小止奸言繩拙戀填齒橋敵位織ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題蒜是殿喧臨笑篙減咱吟兜擲招迸閑敏貫嗜糕劊閨札簍虐亮覓姓猶屠論仙而ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題定義反力變量,繪載荷變形圖UtilityMenu>Plot>ElementsMainMenu>TimeHistPostpro>DefineVariables·【Add】·Reactionforce【OK】拾取節(jié)點263(控制點)【OK】User-SpecifiedLoad=FORCE:FY【OK】【close】或命令：/POST26RFORCE,2,263,F,Y,FORCEMainMenu>TimeHistPostpro>GraphVariables·1stVariabletogragh=2【OK】或命令：PLVAR,2(圖5－4)圖5－4醚糊檄驕呀滁暗躁秀神詳文宗溺唇亨籍嚎晦佛艾廄瞳贍寐踏瑟俱誤愛戎岡ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題2、用接觸向導創(chuàng)建接觸對，用GUI方式創(chuàng)建Pilot節(jié)點（剛性面控制點），然后求解。Step1.恢復數(shù)據(jù)庫文件Seal.db（包括基體的幾何、單元、分網；沒有選接接觸單元與目標單元，未定義接觸對）UtilityMenu>File>Resumefrom…選Seal.db【OK】Step2.啟動接觸向導MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>ContactPair圖4－2【contactWizard】鼻黍肇茂年亦纜審愛葷鵲貝險喬圣股灶糾靈留以篷貫慌宮低凰疹就撐哀奶ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題<1>創(chuàng)建接觸對1圖5－5粕嗚準糧棠姚吮知翰芬早堤佑蛀衰嶼寶柬這虧梭西求蕩凝搭獄澎患燙疚七ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題選線(1)(接觸對1的目標面)【OK】返回圖5－5【next】圖5－6選線(2)(接觸對1的接觸面)【OK】；返回圖5－6【next】魔敗爺噸細謠狀印跨裸咋淵男妮佐瞥吉佬已鉸姓陛蔥楔棱操榜退而綽梢豈ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step3.設置接觸參數(shù)

圖5－7宿汪信刁廓幽骯癥聳菇尹短鈞靳魁突妝痔削虎撇拂置瘤知食還奏霉棚渤蒙ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題圖5－8圖5－9

定義摩擦(圖5－9)【OK】返回圖5－7Coefficientfriction0.2【Create】口匡枷歸抖襪細寧派旨加揍犯孜渴置綏帕漬任音抱木斬斡慧賦答冗搔膩夸ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題5－11

圖5－12接觸對1(圖5－11)圖5－10圖耗駐攤謗邢遼螟閣艱宛道敵攝途趙篆鎂挾錦內穆繡吾解麻頑籽器刮饋棱墜ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step5.創(chuàng)建目標單元控制點

(1).設置單元屬性

用命令流：

Type,4

MAT,1

REAL,4

TSHAP,PIL10

GUI:MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Element>ElemAttributes圖5－14幕詹處湃弓誡湃往荊冶卸耳腕擇醚奉疽肝偉破縛釀戈快吞膳秧祿諜練碘斟ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題(2).繪關鍵點UtilityMenu>Plot>Keypoints>Keypoints(3).建立目標單元控制點MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Keypoints選K27【OK】或命令流：KMESH,27Step6.施加位移約束控制點27上施加UY=-0.85MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypoints選K27【OK】Lab2DOFstobeconstrained:UYValue:-0.5【OK】招痢父煩濾治途望毛矗譯籽纏鵑炭閡塊糟九刃菏張引祁刮微酋耶鵬棧尤鉚ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題施加對稱邊界條件：MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnLines選線L4【OK】Step7.求解控制、求解MainMenu>Solution>AnalysisType>Sol′nControls飛雛坤泉餒穩(wěn)邑栓居歐聘障澡短量瑞朱啡迂萊肄寧凳基否月臃迄餒草耶什ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題MainMenu>Solution>Solve>LS_CurrentStep8.后處理同1無摩擦(MU=0)VonMises=145.096有摩擦(MU=0.2)VonMises=142.038接觸剛度取1.0不收斂0.1收斂/POST26MainMenu>TimeHistPostpro選控制點27，繪圖(見圖5-4)。昨婁亢逢戳訣往剿露賀攔皺構曰盆兼熬岸椎砒尸乖逸分黑份咬武皺協(xié)決孤ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題面一面接觸具有20個可用實常數(shù)，2個材料屬性和30個可用單元選項設置。能夠模擬特殊的效果和處理困難的收斂情況。

通常分析開始先用缺省值，只指定罰剛度和穿透容差及子步數(shù)。

只能在缺省設置遇到困難時才用高級選項。

·所有的單元選項和參數(shù)都可以通過接觸向導來控制；也可以通過實常數(shù)和單元選項來指定。

Conta178接觸單元、實常數(shù)選項見圖6-1及6-2。

圖6-1圖6-2§6面一面接觸單元高級接觸選項敗隕宅賂肆約比屹擦擯青淫嘔汗廊畦域姆丸森跌忠滴擻喲病涌瘟吸虞汛壓ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題進入接觸選項菜單用下列過程：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>ContactPair選【property】1、第1個重要選項：如何保證接觸協(xié)調性：·使用修正的拉朗日法（缺?。ぜ兞P函數(shù)方法在接觸向導中BasicContactalgorithm:AugmentedLagrangeMethodPenaltyMethod－對大多數(shù)模型，修正的拉格朗日方法能很好地工作。－罰函數(shù)法推薦用于具有變形很大的單元，很大的摩擦系數(shù)和/或用修正的拉格朗日方法時收斂性很差的情況。偉臘于揖條限塘夕擎敬局藝幢苗隱圾粹錫慘珊芥積奴熱鳳鮑衍源火蹭憚落ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·最重要的選項是法向罰剛度或接觸剛度。－對于大面積接觸采用起始值（因子）1.0，對于柔性接觸采用0.1。—大值對應較高精度；小值對應較好的收斂性。有時最好先以較小的接觸剛度進行分析，然后在一系列載荷步中逐漸增大剛度－“漸變”的接觸剛度，提高收斂性圖6-2在最后的載荷步逐漸提高到一個剛硬的值將提高計算精度?？赏ㄟ^向導的基本表或單元特性菜單設置以允許程序更新接觸剛度接觸向導BasicNormalPenaltyStiffness1.0⊙factor○constant向導Basiccontactstiffnessupdate:Eachloadstep(PAIRIDbased)noneEachloadstep(允許用戶指定剛度變化)Eachsubstep(允許自動和用戶指定變化)瑞脾瓊拽唱億呼褒痞疲瞻賜顯碩饅檔蛔酷瀑衙腰卞位漲效定粕問通袱磋券ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題2、第2個重要選項－穿透容差。缺省情況下，穿透容差是一個因子乘以基體單元厚度。－對于變化很大的網格密度，采用因子會在接觸表面的某些部分產生太小的容差，這時采用絕對值可能更好。－不要使用太小的容差，因為它總是對收斂性有害。洲結睦歷賦符得絳然榔桅黍軒瘴快龔框濰指游紗衣軌荒俱鯉敬曠資又巋迫ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題3、對于臨界接觸狀態(tài)變化的自動時間步控制

－不控制：不影響自動時間步，對靜力問題自動時間步打開時此選項一般是足夠的。

－自動二分：如果接觸狀態(tài)變化明顯，時間步長將二分。對于動力問題自動二分通常是足夠的。

－合理值：比自動細分更耗時的算法。

－最小值：此選項為下一步預測最小時間增量（很耗計算時間，不推薦）

或在單元選項中控制：Contacttime/loadpredictionK7:Noprediction知嗆琴琶況橢肪叁燒脆殼癱抿聰糾熾墑拉福祥鼎濾馬銻陽疹氧痹咳襄氓唉ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題4、Pinball區(qū)域影響接觸狀態(tài)的確定和其它許多接觸特性。Pinball區(qū)域是環(huán)繞接觸單元的園（2D）或球（3D），描述接觸單元周圍“遠”和“近”區(qū)域的邊界(圖6-3)。在缺省情況下，Pinball區(qū)域半徑是4×基體單元厚度（剛－柔）或2×基體單元厚度（柔一柔）可以為Pinball半徑指定一個不同的值。圖6-3肖早暈羨俠目趾踢妒釋籃溢禮挽攻猾逼扇愈溫唇斃夸乾爽皮坑稍侗睛妄垮ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題也可用實常數(shù)PINB調整球形區(qū)（對于初始值侵入大的問題是必要的）。迸涸山系式驚該踞痕倡霉萄惟逛卿全躍漫樓悶攪京對檢羞犀雍龜疏顯撥鰓ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題5、幾種不同的接觸模式

這些選項使你能夠模擬特殊的物理現(xiàn)象?；騿卧x項:BehaviorcontactsurfaceK12:standard這些選項包括：－標準：正常的接觸閉合和打開行為，具有正常的粘著/滑動摩擦行為。－粗糙：正常接觸閉合和打開行為，但不發(fā)生滑動（類似于具有無限摩擦系數(shù)）－不分離（滑動）：目標面和接觸面一旦建立接觸就不再分離（允許滑動）－綁定：目標面和接觸面一旦接觸就粘在一起－不分離（永遠）：初始位于Pinball區(qū)域內或已經接觸的接觸檢查點在法向不分離（允許滑動）－綁定接觸（永遠）：初始位于Pinball區(qū)域內或已經接觸的接觸檢查點在剩余的分析過程中綁定在一起（DesignSpace缺省值）－綁定接觸（初始接觸）：只在初始接觸的地方采用綁定，初始分開的地方保持分開。計算實例：懸臂梁端部旋轉（不分離行為）爍扶悅勾碘萎榆醬問峪韻館側尖葫交倘況廄鈾磷妝莫嬰鐳餡垛輩庇訊庇植ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題6、影響某些表面行為的選項－ContactOpeningstiffness（分開時的間隙剛度）保證不分離和綁定行為，它通過使用當存在間隙也具有非零剛度的彈簧來連接表面?！と笔∏闆r下，此彈簧剛度等于法向罰剛度，其效果類似于法向罰剛度－剛度太小精度低；剛度太大會引起收斂問題。疚勞股蚜攀昧磨迭匣賄跺矗看宇沁栗入癬松懸褪蹭羔她狂凌杭避酒常濘昔ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題－摩擦系數(shù)影響基本摩擦行為：－Contactcohesion表示當沒有法向壓力時開始滑動的摩擦應力值。·摩擦導致非對稱剛度陣。因為非對稱矩陣很難計算（因此導致求解變慢），程序自動控制執(zhí)行對稱求解，利用此算法可以解決多數(shù)含摩擦接觸問題?！び袝r，采用非對稱矩陣能獲用更好的收斂性。如果遇到收斂緩慢問題可以用不對稱求解選項?！び涀。哼@種情況必須使用稀疏或波前求解器。對于每個支持非對稱矩陣的單元，此選項也可以由下列菜單激活：MainMenu>Solution>UnabridgedMenu>AnalysisOptions設置Newton-Raphson選項為FullN_Runsymm辟啼脯宦媒鑿勢銹碰冷皋煽緯苫介鈴時速蛀魏譬胡烤蛀婆妮鉛逝制鄭芒頒ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題7、初始穿透有幾種技術可以模擬初始穿透接觸問題（如過盈裝置配）。可以使用初始幾何穿透，或指定偏移量，或二者皆有。圖6-5·指定偏移量（CNOF）或在實常數(shù)中指定偏移量（CNOF）contactsurfaceoffsetCNOF:0.025硬參痰駝誕冬苦帳灌鐵宏第募芍版嫌癡吵和孤戍檬栽盎卵響姬倆彩灼鉗魄ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題－正的CNOF加大初始穿透

－負的CNOF減小初始穿透或導致間隙

·CNOF可與幾何穿透組合

·自動CNOF調整

允許ANSYS基于初始穿透自動給定CNOF值。

－導致“剛好接觸”配置

－ICONT缺省為0或單元選項:AutoCNOF/ICONTadjustmentK5:No.Auto.Adjust沮鱉晴風諒煥會鐵宦聰政耿待淀廟閑咯臣謀算餞鈞汐新停檔飽侶浚騰敲黑ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·初始穿透選項包括：－Includeeverything：包括由幾何模型和指定偏移量（如果有的話）引起的初始穿透－Excludeeverything：忽略所有初始穿透效應。－Includewithrampedeffects：漸變初始穿透，以提高收斂性。－Includeoffsetonly：只包括由偏移量指定的基本初始穿透。－Includeoffsetonlyw/ramp：只包括由偏移量指定的基本初始穿透，且漸變初始穿透以提高收斂性頃粘僑蓮是鄂曬埂蛾懲蘇呂孺暈摟貸鄉(xiāng)傀鈍慰牽跑又態(tài)鑲另魂閘稼豈獰少ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題如果模型包含初始幾何穿透，接觸力將立即“階躍”到一個大值。－載荷突變經常導致收斂困難，期望有一種機制能夠將初始穿透效應漸變到零。Includewithrampedeffects和Includeoffsetonlyw/ramp選項通過在第一載荷步，將初始穿透漸變?yōu)榱憧朔諗坷щy。為求得好的結果，在第一載荷步不應施加其它載荷(圖6-6)。計算實例：初始穿透圖6-6淮呆腋言扮輿幫樓伴歲燃恕忻試賓洶巋潔嘛河陽嫌雍拔兌焰或住奴殘墻墨ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題8、剛體模式初始不接觸的兩個（或多個）物體的靜力分析中，在接觸建立前可能產生剛體運動(圖6-7)。此例中圓柱體沒有施加位移約束，面由力控制。圓柱體的約束由圓柱體和平板之間的接觸建立。求解過程中兩個物體分離，剛度矩陣奇異。ANSYS將產生一個負主元警告。有幾個選項可以解決由于初始不相連物體引起的剛體模式：圖6-7占戶拈遣漠斟卯叢靜墾廠揭摯堵午衷酷琴佐酌蟄腑嶄哪紫蹬軋斌驟幢確貍ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題三個高級接觸特性允許調整初始接觸條件以防止剛體模式：(1).自動CONF調整程序計算CNOF以清除間隙。(2).初始接觸環(huán)（ICONT）將調整帶內接觸表面上的節(jié)點移到目標面上(3).初始允許穿透范圍(PMIN&PMAX）：將剛體表面移動到接觸面上調整初始接觸條件（ICONT）(圖6-11)：實常數(shù)ICONT可用于指定目標面上的“調整環(huán)”。位于調整環(huán)內的任何接觸點都要移動到目標面上。推薦只進行很小的修正，如果ICONT值太大會產生不連續(xù)。如果未指定常數(shù)ICONT，ANSYS根據(jù)模型尺寸為ICONT提供一個小的缺省值。－關閉ICONT，必須將其設置成非常小的值(如1e-20)－0值代表非0的缺省值計算實例：剛體－ICONT圖6-11紡巾蒲粕浮粕頁卿虛靖戎膳輸煞秧毋故趙逾鹽帚孵鐳拌杜抉影囤望訛泳橋ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題·如果目標面有0約束，采用PMIN和PMAX的初始調整將不被執(zhí)行。·初始調整是一個迭代過程，ANSYS最多使用20個迭代步把目標面調整到PMIN和PMAX范圍內?！ぎ斈繕嗣姹灰苿?，接觸體之間不再存在間隙，而成為閉合接觸的初始狀態(tài)。計算實例：剛體PMIN&PMAX圖6-12跪溉工協(xié)陣貨挎支梭彩脈薛豪續(xù)琵絨挫收摳默頻浴雍埂專疊汞綻悲釣劊曲ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題§7幾種典型接觸問題分析實例例2.懸臂梁端部旋轉<“不分離”行為>目標：采用“不分離”行為選項施加大轉動模擬特定物理效果。不分離：目標面和接觸面一旦建立接觸就不再分離（允許滑動）。模型描述：懸臂梁，端部施加旋轉(圖7-4)文件：no_separation.inp圖7-4很獻橙拴均臃邦二挫賬掩歷銥姆淪余生透棉兆昆山燴降樁猩債催癸惕郵設ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題采用Solid185單元：3D8nodestructuralSolid單元，具有大變形能力。

/view,,1,1,1/prep7k,1,10,0,0BLOCK,0,10,-0.5,0.5,-0.5,0.5RECTNG,9.5,10,-1,1AGEN,,7,,,,,-0.5,,,1

AGEN,ITIEM,NA1,NA2,NINC,DX,DY,DZ,KING,MOELEM,IMOVEIMOVE=1moveoriginalareastonewpositionARSYM,Z,7ARSYM,Ncomp,NA1復制一組面積，對稱于某軸

et,1,185mp,ex,1,10000esize,0.5vmesh,1ESIZE,2!為目標面分網用/solutionnsel,,loc,x,0d,all,all,0/pbc,u,,1finisheplotSAVE,no-separation,db1

以下用接觸向導建立接觸對:Step1.恢復no_separation.dbUtilityMenu>File>Resumefrom選no_separation.db【OK】渤去櫥乃頤彪肢稅諄航咸臀學稗瞻它荔供臣處陜譜淳爽對腺妨重盧涪玉你ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step2.采用接觸向導創(chuàng)建接觸對MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>ContactPair【contactwizard】指定目標面：Targetsurface:AreasTargetType:Rigid【Picktarget】選A7,A8【OK】指定接觸面：【next】contactsurface:Areas【Picktarget】選A1,A2【OK】指定選項設置：【next】【OptionalSettings】選擇表BASICcontactsurfaceBehavior=NoSeparation【OK】建立接觸對：CoefficientofFriction=0【Create】【Finish】甩開邑測煩噬園懇曠門卡夕贊牲唱蛾蔭鷹肇褐茅例擻思歪繩粳稼嚎反知顴ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step3.創(chuàng)建目標單元控制點設置單元屬性：MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Element>ElemAttributesElementtypenumber=2Targe170Materialnumber=1Realconstantsetnumber=3TargetElementShape=Pilotnode或用命令：Type,2MAT,1REAL,3TSHAP,PILO繪關鍵點：Kplot選K1(節(jié)點198)斌釬煥請滲越薯磕擲蠱鹵厘藕烏昆饒昧偵州扒仇餃涪炙枕管掖閏埋摹訖控ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題建立目標單元控制點MainMenu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Keypoints拾取關鍵點1【OK】或命令：KMESH,1Step4.施加45°轉動（0.7854弧度）MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnKeypointsROTXDisplacementValue=0.7854【OK】或命令:/SoluDK,1,ROTX,0.7854Step5.指定“基本”求解選項MainMenu>Solution>AnalysisType>SolˊnControls選BASICAnalysisOption=LargeDisplacementStaticTimeatendofloadstep=45NumberofSubsteps=45MaxNo.ofSubsteps=180MinNo.ofSubsteps=5AllSolutionItemsWriteeverySubstep【OK】或命令：NLGOM,onTime,45NSUBST,45,180,5Outres,all,all揭丫易攬柬價玄難季守懸墓通姜礎耀絡斥份敲盔雞札蓖浸朔檢下罷請箍方ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step6.求解SolveStep7.讀入最后子步結果，后處理/POST1set,last選實體單元進行后處理：UtilityMenu>Select>Entities…ElementsByElemNameElementname=solid185Choose=FromFull【OK】或命令：ESEL,S,Ename,,Solid185繪位移總矢量：MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>NodalSolu·DOFSolution·USUM【OK】或命令：PLNSOL,U,SUMUSUMDMX=0.855708SMX=0.855708殖錠皂潔徒敷適劇彬同假線宙售搽揣汀充腰埔盛模灑酥割文僻桌老窗碘腮ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題音瘟戳腮飼捂史芯鏟鄰執(zhí)薦廁栓計減惶鑄挽瑟奏輔植瀑九毯僥限丘惶試苫ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題例3.緊配合環(huán)（初試穿透）目標：驗證接觸初始穿透選項。采用缺省值和漸進化穿透選項求解一個大的初始穿透接觸分析，比較結果。模型模述：緊配合環(huán)、軸對稱(圖7-5)文件：Interference.inp圖7-5番顛據(jù)鴛壞陸寵菠豹婪辨眠版劑移奎樂嚴悉剛遭陳柔狠璃觸荒允任哨階鉻ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題/PREP7ET,1,183,,,1!軸對稱大應變ET,2,169!Target1692D目標單元ET,3,172!Target1722D3節(jié)點高階拋物線接觸單元MP,EX,1,10E3MP,NUXY,1,0MP,MU,2,0!無摩擦RECTNG,1.5,2,0,1RECTNG,1.9,2.4,0,1ESIZE,0.05AMESH,ALL!Type,1;Mat,1TYPE,2MAT,2REAL,2LSEL,,LOC,X,1.9NSLL,,1!1.9線上的節(jié)點ESURF!創(chuàng)建目標單元Target169!***TYPE,3!Mat,2;Real,2LSEL,,LOC,X,2NSLL,S,1ESURF!創(chuàng)建接觸面conta172ALLSEL,ALL鹽友哉孩玉嚼十笨鑼躁渙耍勢醫(yī)口估貌怒鄉(xiāng)腆蝎度敝賢量顛嗜任向已他曬ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題/SOLUTIOND,NODE(1.5,0,0),UY,0D,NODE(2.4,0,0),UY,0NLGEOM,ONNSUBST,10,50,5FINISH/PBC,U,,1/NUMBER,1/PNUM,MAT,1EPLOTSAVE,interference,db!包含有限元模型、接觸對、材料、邊界條件，求解控制升淹撒佩鄭職泛磚擾姚輪失皮謹映否憫夕探乙锨梯了家予蛹癡惜緘宰勤諺ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題分析步驟：Step1.恢復數(shù)據(jù)庫文件UtilityMenu>File>Resumefrom選interference.db【OK】Step2.重定位輸出文件UtilityMenu>File>SwitchOutputto>FileInterference.output【OK】或命令：/Output,interference,OutputStep3.求解接觸分析/SolusolveStep4.重定位輸出到輸出窗口UtilityMenu>File>SwitchOutputto>OutputWindow或命令：/OUTPUT,TERMStep5.繪制徑向應力MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSoluStressX-directionSX【OK】勛撕明靠帕滬堯全挽杯霍西翠往考瞻曲欣韋顫孔舞繪附峨殃傾蠻捐剁肥輾ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題或命令:/POST1PLNSOL,S,X!結果：徑向應力＝0Step6.列表顯示接觸結果

MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution選NonlinearitemscontactCONT【OK】或命令：PRNSOL,CONTSTAT=0“張開”幾乎不接觸STAT=1“張開”但幾乎接觸STAT=2“閉合”并滑動STAT=3“閉合”并粘著闊憫訃鋸挺彎疊擅納縣憐球抿幀醫(yī)囂梢頸壕打廉幣宙忻挫圭柿細內懶悸咽ansys_高級接觸問題ansys_高級接觸問題Step7.檢查輸出文件內容（interference.output）…***NOTE***Nocontactwasdetectedforacontactpairspecifiedbyrealconstantset2大初始穿透問題可能導致無法檢測到接觸或檢測到接觸面求解存在收斂困難。在此情況下推薦在第一個載荷步中包含漸進化效應。Step8.為初始穿透選項指定漸進化效應·可通過conta172單元選項設置·可通過接觸向導中InitialAdjustment的設置(1)MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete選Type3conta172【Option】initialpenetration/gapK9=include_ramp【OK】【close】或命令: