abaqus接触分析的常见问题

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1、CAE(计算机辅助工程)是一门复杂的工程科学，涉及仿真技术、软件、产品设计和力学等众多领域。世界上几大CAE公司各自以其独到的技术占领着相应的市场。ABAQUS有限元分析软件拥有世界上最大的非线性力学用户群，是国际上公认的最先进的大型通用非线性有限元分析软件之一。它广泛应用于机械制造、石油化工、航空航天、汽车交通、土木工程、国防军工、水利水电、生物医学、电子工程、能源、地矿、造船以及日用家电等工业和科学研究领域。ABAQUS在技术、品质和可靠性等方面具有卓越的声誉，可以对工程中各种复杂的线性和非线性问题进行分析计算。《ABAQUS有限元分析常见问题解

2、答》以问答的形式，详细介绍了使用ABAQUS建模分析过程中的各种常见问题，并以实例的形式教给读者如何分析问题、查找错误原因和尝试解决办法，帮助读者提高解决问题的能力。《ABAQUS有限元分析常见问题解答》一书由机械工业出版社出版。16.1.1点对面离散与面对面离散【常见问题16-1】  在ABAQUS/Standard分析中定义接触时，可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis-cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surfacediscretization)，二者有何差别?『解答』 在点对面离散方法中

3、，从面(slavesurface)上的每个节点与该节点在主面(mastersurface)上的投影点建立接触关系，每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。使用点对面离散方法时，从面节点不会穿透(penetrate)主面，但是主面节点可以穿透从面。面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件，在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象，但是穿透的程度不会很严重。在如图16-l和图16-2所示的实例中，比较了两种情况。 1）从面网格比主面网格细：点对面离散(图16-1a)和面对面离散(图1

4、6-2a)的分析结果都很好，没有发生穿透，从面和主面都发生了正常的变形。 2）从面网格比主面网格粗：点对面离散(图16-1b)的分析结果很差，主面节点进入了从面，穿透现象很严重，从面和主面的变形都不正常；面对面离散(图16-2b)的分析结果相对较好，尽管有轻微的穿透现象，从面和主面的变形仍比较正常。从上面的例子可以看出，在为接触面划分网格时需要慎重，无论使用点对面离散还是面对面离散，都应尽量保证从面网格不能比主面网格粗。关于从面和主面的选择方法，请参见《实例详解》第5.2.2节“定义接触对”。 选用离散方法时，还应考虑以下因素。 1）一般情况下，面对

5、面离散得到的应力和压强的结果精度要高于点对面离散。2）面对面离散需要分析整个接触面上的接触行为，其计算代价要高于点对面离散。一般情况下，二者的计算代价相差不是很悬殊，但在以下情况中，面对面离散的计算代价将会大很多： ①模型中的大部分区域都涉及到接触问题。  ②主面的网格比从面的网格细化很多。  ③接触对中包含了多层壳，一个接触对中的主面是另一接触对中的从面。 3）如果从面是基于节点的(即从面类型为NodeRegion，而不是Surface)，则不能使用面对面离散化方法。   相关内容的详细介绍，请参见ABAQUS6.7帮助文档《ABAQUSAnaly

6、sisUser’sManual》第29.2.1节“DefiningcontactpairsinABAQUS/Standard”。 【常见问题16-2】 提交ABAQUS/Standard分析作业后，为何在MSG文件中看到以下提示信息：CONTACTPAIR(ASSEMBLY-BLANKBOT，ASSEMBLY_TIE-1_DIEDURF)NODEBLANK-1.5IS  OVERCLOSEDBY0.0512228WHICHISTOOSEVERE．(出现了严重的过盈接触)『解答』 可以从以下几个方面查找原因： 1）如果上述提示信息中所提到的接触面是刚体

7、、壳单元、膜单元、梁单元或桁架单元上的面，则有可能是在定义此接触面时没有选择正确的发生接触的那一侧，即接触面的法线方向错误。 提示：对于可变形的实体单元，ABAQUS/CAE会自动选择正确的法线方向（指向实体的外部）。当接触面的法线方向错误时，如果使用了点对面离散，会在MSG文件中看到上述提示信息，分析无法收敛。如果使用了面对面离散，不会出现上述提示信息，分析仍然可以完成，但分析结果是异常的（例如出现严重的穿透现象）。  在Visualization功能模块中可以显示接触面的法线方向，方法是单击(CommonOptions)按钮，在Normals标签

8、页下选中Shownormals（如图16-3所示），并且要注意选择Onsurfaces（面的法向），而不是O