Ansys非线性接触分析和设置

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1、Ansys非线性接触分析和设置5.4.9设置实常数和单元关键选项程序使用20个实常数和数个单元关键选项，来控制面─面接触单元的接触。参见《ANSYSElementsReference》中对接触单元的描述。5.4.9.1实常数在20个实常数中，两个(R1和R2)用来定义目标面单元的几何形状。剩下的用来控制接触面单元。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     是基于单元厚度的一个系数，用于计算允许的穿透。ICONT     定义初始闭合因子。PINB     定义“Pinball"

2、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。CNOF      指定施加于接触面的正或负的偏移值。FKOP     指定在接触分开时施加的刚度系数。FKT           指定切向接触刚度。COHE      制定滑动抗力粘聚力。TCC           指定热接触传导系数。FHTG      指定摩擦耗散能量的热转换率。SBCT      指定Stefan-Boltzman常数。RDVF      指定辐射观察系数。FWGT      指定在接触面和目标面之间热分布的权重系数。FA

3、CT       静摩擦系数和动摩擦系数的比率。DC        静、动摩擦衰减系数。命令：RGUI：mainmenu>preprocessor>realconstant对实常数FKN,FTOLN,ICONT,PINB,PMAX,PMIN,FKOP和FKT，用户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，将负值作为绝对值。程序将下伏单元的厚度作为ICON，FTOLN，PINB，PMAX和PMIN的参考值。例如ICON=0.1表明初始闭合因子是“0.1*下层单元的厚度”。然而，ICON=-0.1则表示真实调整带是0

4、.1单位。如果下伏单元是超单元，则将接触单元的最小长度作为厚度。参见图5-8。图5-8下层单元的厚度在模型中，如果单元尺寸变化很大，而且在实常数如ICONT,FTOLN,PINB,PMAX,PMIN中应用比例系数，则可能会出现问题。因为从比例系数得到的实际结果，取决于下层单元的厚度，这就可能引起大、小单元之间的重大变化。如果出现这一问题，请用绝对值代替比例系数。TCC,FHTG,SBCT,RDVF和FWGT仅用于热接触分析[KEYOPT(1)=1]。5.4.9.2单元关键选项每种接触单元都包括数个关键选项。对大多的接触问题，缺省的关键

5、选项是合适的。而在某些情况下，可能需要改变缺省值。下面是可以控制接触行为的一些关键选项：自由度                         KEYOPT(1)接触算法(罚函数+拉格朗日乘子或罚函数)  KEYOPT(2)存在超单元时的应力状态(仅2D)       KEYOPT(3)接触检测点的位置(仅低阶接触单元)  KEYOPT(4)CNOF自动调整                       KEYOPT(5)时间步控制               KEYOPT(7)伪接触预防                     KEY

6、OPT(8)初始穿透或间隙的影响 KEYOPT(9)法向和切向接触刚度修正方法控制 KEYOPT(10)壳的厚度影响         KEYOPT(11)接触面行为(粗糙、绑定等)KEYOPT(12)命令：KEYOPTETGUI：mainmenu>preprocessor>ElemantType>Add/Edit/Delete5.4.9.3选择接触算法对面─面接触单元，程序可以使用增进的拉格朗日方法或罚函数方法。通过单元关键字KEYOPT(2)来指定。增进的拉格朗日方法是为了找到精确的拉格朗日乘子（即接触力），而对罚函数进行一系列修正

7、迭代。与罚函数的方法相比，拉格朗日方法容易得到良态条件，对接触刚度的敏感性较小。然而，在有些分析中，增进的拉格朗日方法可能需要更多的迭代，特别是在变形后网格变得太扭曲时。使用拉格朗日方法的同时应使用实常数FTOLN。FTOLN为拉格朗日方法指定容许的最大穿透。如果程序发现穿透大于此值时，即使不平衡力和位移增量已经满足了收敛准则，总的求解仍被当作不收敛处理。FTLON的缺省值为0.1。用户可以改变这个值，但要注意，如果此值太小，可能会造成太多的迭代次数或者不收敛。5.4.9.4确定接触刚度所有的接触问题都需要定义接触刚度，两个表面之间穿

8、透量的大小取决于接触刚度。过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态，从而造成收敛困难。一般来说，应该选取足够大的接触刚度以保证接触穿透小到可以接受，但同时又应该让接触刚度足够小以不致引起总刚矩阵的病态而保证收敛性。ANSY