接触分析功能

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1、接触分析功能1.库伦摩擦模型相同介质或不同介质之间的连接町使用接触单元(interfaceelement)模拟,MIDAS中的接触单元采用了库伦摩擦(Coulombfriction)理论o假设应变山弹性应变和赠性应变组成，则冇下面公式。A1&二△锻+△諏(1)接口发生裂缝(Interfacecrack)前接触单元的应力定义如卜。農DeAl&⑵其中,D°为弹性刚度矩阵。库伦摩擦模型的破坏应力f和势函数g定义如下。

2、/=7?+tan0伙)-卩伙)=0[

3、yangle)剪胀角0对于竖向应力是常数。在式⑴中可将塑性应变A叔定义为表示大小的塑性乘数和表示方向的成分的乘积。将破坏函数/使用泰勒级数(Taylorseries)展开表示如卜3由式⑸可得内部参数增量0与塑性乘数的增量声的关系如下:Qtan^?=1(7)由式⑷、(6)、(7)可得鈕=瞽=一丄鑿止cthctdt由式⑵得：cthStct由式仃)得:Ai&+3=△锻-丄」DM迦hdtdt将式(1)代入式⑵计算的最终应力增量为D”+dtdtM.,D"二1Sg8fhdtdthdtdt“等普D°+dJ型也"逆Ai&atjdfdt6Aup11ct

4、6Au/?8ktan将上ifii的式整理成如下公式。4h+kntan0tan©+ktk=h+kj-knkttan0伙)卄kt(h+kntan0tan(p)Im当0H0时式(9)为非对称矩阵，将发生非相关犁性流动；当0=0时式(9)为对称矩阵，将发生和关塑性流动。和关塑性流动分析时在与临界而垂直方向上将发生过大的开启现象，这与实际反应不符。非和关塑性流动分析时随着刚度矩阵的大小对内存的需求和分析过程将增加，将造成分析时间加大。特别是当0和0值相差较大时，即非相关性比较大的分析，将不容易收敛。在MIDAS/GTS中推荐使用0—0520。。

5、2.参数输入方法1.5.5之而的版本的接触单元冇沿着法线和切线方向的位移，离散裂缝(discretecracking)中法线方向的裂缝对切线方向的材料特性冇影响，但是切线方向的位移对法线方向没有彫响。改善的接触单元使用了库伦摩擦准则，考虑了法线和切线位移的相关性。图1.库伦摩擦准则W.I平面I厂环性■化籾變伽$域性点U(v・25)「摩痔*直化的參銭性点救(J25)「确U

6、取消丨适用图2.接触单元特性输入对话框1）特性F面介绍接触单元中需要输入的特性。表1.接触单元特性值项目内容法向刚度模量Kn接触面外垂直方向模量剪切刚度模量K,接触面

7、内切线方向模量内聚力c表示材料的内聚力c内摩擦角0表示材料的内摩擦角0膨胀角炉表示材料的膨胀角（P间隙值(GapValue)表示能承受的最大张拉应力-间隙值设定的是接触面可以承受的最人张拉应力，当接触面所受的张力超过设定的值时，接触单元将不能再承受张力。当不输入该值时，程序认为接触面可以持久地承受张拉应力。（注：新的版木中将间隙翻译为最大张拉应力）-0始终0〉0,且050。当0=0时，将使用相关流动法则。当

8、0-讷＜20。时收敛性比较好，当超过这个差值时，推荐在分析〉一般分析控制对话框屮选择卄-线性分析选项中的“刚度不变”选项。2）M

9、ode-II模型ModeII模型只有在定义了间隙值（GapValue）时才发生作用。当没有圧义间隙值时，即使泄义了Mode—II屮的数据，接触单元也按而面沱义的特性做弹嫩性分析oMode-II是定义接触而切线方向的摩擦反应的功能。表2.Mode-II模型的种类模型内容脆性(Brittle)产生裂缝后不能再抵抗剪力的模型常量裂面剪力传递(ConstantShearRetention)表示接触面的剪切刚度按某值进行缩减的模型。在刚度缩减中输入缩减后的剪切刚度。粒料连锁(AggregateInterlock)接触而比较粗糙时，粒子间因为互相

10、咬合，将产生摩擦和面膨胀效果。表示多折线型的硬化模型，仅适用于接触而切线方向的剪切变形。库伦摩擦模型一般是两个参数的模型，需要定义粘聚力和内摩擦角。硬化模型是将粘聚力和内摩擦角定义为随着塑性应变逐渐加人，來模拟硬化现象的模型。在点击定义多折线换化刃切强度0.00.00150.006塑性应变图3.多折线映化