面─面的接触分析

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1、ANSYS接触分析帮助接触分析接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。面面接触分析的步骤：　　执行一个典型的面—面接触分析的基本步骤列示如下：1．建立模型，并划分网格2．识别接触对3．指定接触面和目标面4．定义刚性目标面5．定

2、义柔性接触面6．设置单元关键字和实常数7．定义／控制刚性目标面的运动8．给定必须的边界条件9．定义求解选项和载荷步10．求解接触问题11．查看结果步骤六：设置实常数和单元关键字程序使用九个实常数和好几个单元关键字来控制面－面接触单元的接触行为。实常数9个实常数中，两个（R1和R2）用采定义目标面单元的几何形状，乘下的7个用来控制接触行为。R1和R2定义目标单元几何形状FKN定义法向接触刚度因子FTOLN定义最大的穿透范围ICONT定义初始靠近因子PINB定义“Pinball"区域PMIN和PMAX定义初始穿透的容许范围TAUMAR指定最大的接触摩擦CNO

3、F给接触面指定一个正的或负的偏移值FKOP指定接触发生时所给的刚度因子命令：RGUI：mainmenu>preprocessor>realconstant对实常数FKN，FTOLN，ICONT，PINB，PMAX，PMIN，和FKOP既可以定义一个正值也可以定义一个负值，程序将正值作为比例因子，将负值作为真实值，程序将下面基本变形体单元的厚度作为ICON，FTOLN，PINB，PMAX和PMIN的参考值，例如对ICON，0.1表明初始间隙因子是0.1*下面基本变形体单元的厚度。然而，-0.1表明真实缝隙是0.1，如果下面的基本变形体单元是超单元，则将接触

4、单元的最小长度作为厚度。单元关键字每种接触单元都有好几个关键字，对大多的接触问题缺省的关键字是合适的，而在某些情况下，可能需要改变缺省值，来控制接触行为。接触算法（罚函数+拉格郎日或罚函数）（KEYOPT（2））出现超单元时的应力状态（DEYOPT（3））接触方位点的位置（KEYOPI（4））刚度矩阵的选择（KEYOPT（6））时间步长控制（KEYOPT（7））初始穿透影响（KEYOPT（9））接触表面情况（KEYOPT（12））为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。如

5、果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，例如梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层单元，至于ANSTS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。点─点接触单元点─点接触单元主要用于模拟点─点的接触行为，为了使用点─点的接触单元，你需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下）如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度（转动）保持小量，那么可以用点─点的接触单元来求解面─面的接触问题，过盈装配

6、问题是一个用点─点的接触单元来模拟面─与的接触问题的典型例子。点─面接触单元点─面接触单元主要用于给点─面的接触行为建模，例如两根梁的相互接触。如果通过一组结点来定义接触面，生成多个单元，那么可以通过点─面的接触单元来模拟面─面的接触问题，面即可以是刚性体也可以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是插头到插座里。使用这类接触单元，不需要预先知道确切的接触位置，接触面之间也不需要保持一致的网格，并且允许有大的变形和大的相对滑动。Contact48和Contact49都是点─面的接触单元，Contact26用来模拟柔性点─刚性面的接触，对有不连续的刚性面的问

7、题，不推荐采用Contact26因为可能导致接触的丢失，在这种情况下，Contact48通过使用伪单元算法能提供较好的建模能力。面─面的接触单元ANSYS支持刚体─柔体的面─面的接触单元，刚性面被当作“目标”面，分别用Targe169和Targe170来模拟2─D和3—D的“目标”面，柔性体的表面被当作“接触”面，用Conta171,Conta172,Conta173,Conta174来模拟。一个目标单元和一个接单元叫作一个“接触对”程序通过一个共享的实常号来识别“接触对”，为了建立一个“接触对”给目标单元和接触单元指定相同的实常的号。与点─面接触单元相

8、比，面─面接触单元有好几项优点，•支持低阶和高阶单元。•支持有大滑动和摩擦的大变