ANSYS接触属性.docx

ANSYS接触属性.docx

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ANSYS接触属性

接触属性

以下为ANSYS中用于创建接触对的接触属性对话框中的标签：

♦Basic–基本属性

♦Friction–摩擦

♦InitialAdjustment–初始调整

♦Misc–杂项

♦Rigidtarget–刚性目标

♦Thermal–热

♦Electric–电

♦Magnetic–磁

♦Constraint–约束

♦ID–标识符

注解：

上述标签不是任何时候都是可用的。

在GUI方式中出现的标签和每个标签显示的选项取决于所定义的接触对的种类，以及访问接触属性对话框的位置（从ContactWizard或ContactManager）。

接触属性：

基本属性

基本属性标签包含有关接触行为和收敛的一般属性。

首先应该尝试使用默认设置执行接触分析，然后根据分析中遇到的具体困难和特殊情况修改设置。

使用如下问题和解答帮助确定是否需要根据特殊情况修改任何默认的设置。

这些问题只是作为一种提示，引导用户确定如何调整接触属性的设置，但并不包含这些参数的所有可能的应用。

建议用户阅读有关的章节（后面列出），即使该问题并未直接用于你的情况。

有关的章节给出了如何使用相关参数的更完整的说明。

在这一对话框中，选项表示选择一个默认值；thefactorradio按钮表示设置一个比例因子；theconstantradio按钮表示设置一个常数比例因子。

问题

调整这些参数...

模型是细长结构或以弯曲为主的吗？

Normalpenaltystiffness[FKN]

Contactalgorithm[KEYOPT

（2）=0,1]

模型的网格密度变化很大吗？

求解时由于振荡而不收敛吗？

Penetrationtolerance[FTOLN]

存在由于目标段远离接触单元（即使存在穿透）而造成的假接触吗？

Pinballregion[PINB]

接触面行为不是标准的单面接触（即，接触与目标分离时，法向压力不是零）?

Behaviorofcontactsurface[KEYOPT（12）]

需要考虑会改变基本单元刚度的大应变影响（比如，颈缩）吗？

对于设置为在接触对的单元中进行平均的接触对，需要在每个载荷步中经常更新法向或切向接触刚度吗？

需要根据单个单元的几何和材料行为而不是在接触对的单元中进行平均，在每个载荷步中经常更新法向或切向接触刚度吗？

Contactstiffnessupdate[KEYOPT（10）]

模型中存在高度扭曲的单元、大的摩擦系数、和/或使用默认的augmentedLagrange算法时较差的收敛过程吗？

Contactalgorithm[KEYOPT

（2）]

需要对装配使用多点约束（MPC）吗？

Contactalgorithm[KEYOPT

（2）=2]

模型中的穿透是否不可接受？

Contactalgorithm[KEYOPT

（2）=3,4]

如果使用Lagrange/penalty算法（KEYOPT

（2）=3）或pureLagrangemultiplier方法（KEYOPT

（2）=4）,，求解是否由于振荡而不收敛？

Allowabletensilecontactpressure[TNOP]

是否对转角部位用点-面、或边界-面建模，并使用了CONTA171,CONTA172,CONTA173或CONTA174单元？

Locationofcontactdetection[KEYOPT（4）]

接触区域是否比目标面光滑（使用单元CONTA175）?

Contactnormal[KEYOPT（4）]

如果使用了MPC算法，是否需要约束转动自由度？

Typeofconstraint[TARGE170,KEYOPT（5）]

有关单元：

CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175

接触属性：

摩擦

摩擦（Friction）标签包含有关接触界面上的静摩擦和动摩擦的参数。

首先应该尝试使用默认设置执行接触分析，然后根据分析中遇到的具体困难和特殊情况修改设置。

使用如下问题和解答帮助确定是否需要根据特殊情况修改任何默认的设置。

这些问题只是作为一种提示，引导用户确定如何调整接触属性的设置，但并不包含这些参数的所有可能的应用。

建议用户阅读有关的章节（后面列出），即使该问题并未直接用于你的情况。

有关的章节给出了如何使用相关参数的更完整的说明。

在这一对话框中，选项表示选择一个默认值；thefactorradio按钮表示设置一个比例因子；theconstantradio按钮表示设置一个常数比例因子。

材料编号（MaterialID）和摩擦系数（FrictionCoefficient）参数来自ContactProperties:

SetParametersandCreate对话框。

使用Friction标签上的ID参数可以创建一个新的材料ID，或输入新的摩擦系数以覆盖已有的值。

（注意：

使用这一对话框，只能定义各向同性的摩擦系数。

关于如何定义正交异性摩擦的问题，参见ChoosingaFrictionModel，它只能用于三维接触分析）。

问题

调整这些参数...

你的分析涉及与法向接触刚度有明显不同的切向（滑动）接触刚度吗？

Tangentpenaltystiffness[FKT]

分析时每次迭代都要更新接触刚度[KEYOPT（10）=2]，并且即使可能降低精度也要加快收敛吗？

Allowableelasticslip[SLTO]

当法向压力为零时，需要包含滑动阻力吗？

Contactcohesion[COHE]

分析中包含金属成形或接触压力会变得很大的情况吗？

Maximumfrictionstress[TAUMAX]

摩擦应力会对整个位移场造成明显影响吗？

摩擦应力对分析结果很重要吗？

对于涉及摩擦的接触分析，收敛有问题吗？

Stiffnessmatrix[NROPT]

静力和动力摩擦系数是否不同？

Static/dynamicratio[FACT]

如果静力和动力摩擦系数不同，需要模拟摩擦延迟时间吗？

Exponentialdecaycoefficient[DC]

有关的单元：

CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175

接触属性：

初始调整

初始调整包含高级的穿透和表面偏移参数的设置。

首先应该尝试使用默认设置执行接触分析，然后根据分析中遇到的具体困难和特殊情况修改设置。

使用如下问题和解答帮助确定是否需要根据特殊情况修改任何默认的设置。

这些问题只是作为一种提示，引导用户确定如何调整接触属性的设置，但并不包含这些参数的所有可能的应用。

建议用户阅读有关的章节（后面列出），即使该问题并未直接用于你的情况。

有关的章节给出了如何使用相关参数的更完整的说明。

在这一对话框中，选项表示选择一个默认值；thefactorradio按钮表示设置一个比例因子；theconstantradio按钮表示设置一个常数比例因子。

问题

调整这些参数...

模型中包含初始穿透以至接触力立即跳跃到一个很大的值（比如干涉配合情况）吗？

Initialpenetration[KEYOPT（9）]

是对具有初始干涉接触的问题（比如冷缩装配）建模吗？

Contactsurfaceoffset[CNOF]

在发生接触前需要防止刚体运动吗？

Automaticcontactadjustment[KEYOPT（5）]

在发生接触前需要防止刚体运动吗？

Initialcontactclosure[ICONT]

在发生接触前需要防止刚体运动吗？

Lowerboundary-InitialAllowablePenetrationRange[PMIN]

在发生接触前需要防止刚体运动吗？

Upperboundary-InitialAllowablePenetrationRange[PMAX]

有关的单元：

CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175

接触属性：

Miscellaneous

使用Miscellaneous标签指定接触分析中的如下设置项。

如果激活factor按钮，所输入的值用作比例因子；如果激活constant按钮，输入值作为常数。

Contactopeningstiffness（接触分开刚度）

对FKOP参数（实常数）设置一个比例因子或常数值。

无论对不分离或绑定接触（no-separationorbondedcontact），都可能需要设置这个参数。

这个参数在接触分开时提供一个刚度因子。

如果输入的是因子，实际的接触分开刚度等于FKOP*接触闭合时的接触刚度。

默认FKOP值为1。

当发生接触分开时，不分离接触和绑定接触产生一个"pull-back"（拉回）力，但该力可能不能完全阻止分离。

为减少分离，定义一个大的FKOP值。

同样，有时会发生分离，但是必须保持接触双方的联接以防止刚体运动。

对这种情况，可以指定一个小的FKOP，可以允许发生分离并维持接触面之间的联接（这是一种"弱弹簧"效应）。

对于接触面行为（Behaviorofcontactsurface）设置为Standard和Rough的情况，忽略这一设置。

Targetedgeextensionfactor（目标边界扩展因子）

设置实常数TOLS的值，添加一个小的公差，用于在内部扩展目标面的边界。

TOLS的单位为百分比。

一个小值通常角有效。

对于小挠度情况，默认值为1；对于大挠度情况，默认值为2。

Asymmetriccontactselection（对称接触选择）

当模型涉及几个接触对，且小值接触和目标面有困难时，可以定义对称接触对。

选择这一选项时，在求解阶段，ANSYS内部选择所使用的对称接触对。

Beam/shellthicknesseffect（梁/壳厚度影响）

默认情况，ANSYS不考虑单元厚度，梁和壳体在其中面处离散化，穿透距离从中面处计算。

使用这一选项，可以考虑壳体（2-D和3-D）和梁（2-D）的厚度影响。

激活这一选项时，接触距离从单元的顶面或底面计算，且：

♦对于刚体-柔性体接触，ANSYS自动将接触面移动到梁/壳体单元的顶面或底面处。

♦对于柔性-柔性接触，ANSYS自动移动属于梁/壳体单元的接触面和目标面。

在创建几何模型时，如果未来要考虑厚度，注意可以对接触面或目标面或二者进行偏移。

如果指定接触偏移时激活了这一选项，偏移将从梁/壳体单元的顶面或底面，而不是从中面，开始计算。

在使用SHELL181,SHELL208或SHELL209时，还考虑变形导致的厚度变化。

Elementtimeincrement（单元时间增量）

时间步长控制是一个自动时间步特性，它可以预测接触状态何时会改变或减小当前时间步长。

有4种情况可供选择：

♦Nocontrol（不控制）：

时间步长不受预测的影响。