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1、绑定接触、渐变初始渗透.目标面自动移动到补始接 触、平移接.触面（老虎梁和单元的厚度）、支持死活单元。使用这些单元，能模拟直线（面）和曲线（面），通常用简单的几何形状例如圆.抛物 线.球、圆锥.圆柱釆模拟曲面，更复杂的刚体形状能使用特殊的前处理技巧来建模。3执行接触分析不同的接触分析类型有不同的过程.下面分别讨论。3. 1面一面的接触分析在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面而把另一个作为“接 触”面，对刚体一柔体的接触，“目标”面总是刚性的接触”面总是柔性面，这两个面合 是来叫作“接触对”使用Targel69和Conta171或Conta172来定义2-D接触对，使用T

2、argel70 和Cont a 173或Conta174来定头34）接触对，程序通过相同的实常收号来识别“接触对”。接触分析的步骤：执行一个典型的面一面接触分析的基本步骤列示如下：（1）建立揆型，并划分网格（2）识别接触对（3）定艾刚性目标面（4）定义柔性接触面（5）设置单元关键字和实常的（6）定艾/控制刚性目标面的运动（7）给定必须的边界条件（8）定义求解选项和载荷步（9）求解接触问题（10）查看结果步骤一：建立模型，并划分网格在这一步中，你需要建立代表接触体几何形状的实体模型。与其它分析过程一样，设置 单元类型，实常，材料特性。用恰当的单元类型给接触体划分网格。命令：AMESH、VMESH

3、GUI: Main MenuPreprocessormeshMapped3 or4 Sided MainMenuPneprocessormapped4 or 6 sided步骤二：识别接触对你必须认识到，模型在变形期间哪些地方可能发生接触，一是你已经识别出潜在的接触 面，你应该通过目标单元和接触单元来定艾它们，目标和接触单元跟踪变形阶段的运动，构 成一个接触对的目标单元和接触单元通过共享的实常号联系超来。接触环（区域）可以任意定义，然而为了更有效的进行计算（主要指CPU时间）你可能 想定艾更小的局部化的接触环，但能保证它足以描述所需要的接.触行为，不同的接触对必须 通过不同的实常数号来定义（即

4、使实常数号没有变化）。由于几何模型和潜在变形的多样形，有时候一个接触面的同一区域可能和多个目标面产 生接触关系。在这种情况下，应该定狡多个接触对（使用多组覆盖层接触单元）。每个接触 对有不同的实常数号步骤三：定狡刚性目标面刚性目标面可能是2D的或3D的。在2D M况下，刚性目标面的形状可以通过一 系列直线、國弧和抛物线来描述，所有这些都可以用TAPGE169来表示。另外，可以使用它 们的任意组合来描述复杂的目标面在3D U况下，目标面的形状可以通过三角面、圆柱面、圆锥面和球面来推述，所有 这些祁可以用TAPGE170来表示，对于一个复杂的，任意形状的目标面，应该使用三角面来 给它建模控制结点（

5、Pilot）刚性目标面可能会和pilot结点”联系是来，它实际上是一个只有一个结点的单元， 通过这个结点的运动可以控制整个目标面的运动，因此可以把pi lot结点作为刚性目标的控 制器。整个目标面的受力和转动情况可以通过pilot结点表示出来pilo t结点”可能是 目标单元中的一个结点，也可能是一个任意位置的结点，只有当需要转动或力矩载荷吋pilot结点的位置才是重要的，如果你定狡了“pi lot 结点” ANSYS程序只在“pi Iot结点”上检查边界条件，而忽略其它结点上的任何约束。对于圆、圆柱.圆锥.和球的基本图段，ANSYS总是使用一个结点作为“pilot结点”。 基本原型你能够使用

6、基本几形状来模拟目标面，例如：“圆、圆柱、圆锥、球。直线、抛物线、 弧线.和三角形不被允许、虽然你不能把这些基本原型彼此合在一是或者是把它们和其它 的目标形状合在一担以便形成一个同一实常数号的复杂目标面。但你可以给毎个基本原型指 定它自己的实常的号。单元类型和实常数在生成目标单元之前，首先必须定义单元类型（TARG169或TARG170）。ETma in menupreprocessorEI ement TypeAdd/Ed i t/Delete随后必须设置目标单元的实常数。命令:Realma in mennreaI constants对TARGE 169和TARGE170仅需设置实常数R1和

7、R2,而只有在使用直接生成法建立目标 单元时，才需要从为指定实常数R1、R2,另外除了直接生成法.你也可以使用ANSYS网格 划分工具生成目标单元，下面解释这两种方法。使用直接生成法建立刚性目标单元为了直接生成目标单元，使用下面的命令和菜单路径。TSHAP main menumodeIing-createElementsElem Attr ibutes随后指定单元形状，可能的形状有： straight I ine （2D） parabola（2-D） clockwise arc （2-D） counterclokwi se arc （2-D） ci rcle（2-D）Tr i angle （3

8、-D） Cyl inder （3-D） Cone （3-D） Sphere （3-D） Pilot node （2-D 和 3-D）一旦你指定目标单元形状.所有以后生成的单元都将保持这个形状，除非你指定另外一 种形状。然后你就可以使用标准的ANSYS直接生成技术生成结点和单元。N、Epnoprocessor model ing- create nodesmain menu mode Ii ng- createElements在建立单元之后，你可以通过列示单元来验证单元形状ELI ST utility menuI i stEIement sNode s+Att ributes使用ANSYS网格划

9、分工具生成刚性目标单元你也可以使用标准的ANSYS网格划分功能让程序自动地生成目标单元，ANSYS程序将会 以实体模型为基础生成合适的目标单元形状而忽略TSHAP命令的选项。为了生成一个PILOT结点”使用下面的命令或GUI路径：Kmeshproprocessormeshing-meshkeypoints注意：KMESH总是生成“PILOT结点”为了生成一个2D目标单元，使用下面的命令和GUI路径：ANSYS在每条直线上生成一条单一的线，在样条曲线上生成拋物线部分，在毎条圆弧和 倒角上生成國弧部分，如果所有的圆弧形成一个封闭的圆，ANSYS生成一个单一的圆段。LMESHpneprocessor

10、mesI ing-meshl ines为了生成3D的目标单元，使用下面的命令或GUI路径。如果实体模型的麦面部分形成了一个完整的球，圆柱或圆锥，那么ANSYS程序自动生成 一个基本的3D目标单元，因为生成较少的单元，从而使你分析计算更有效率，对任意形 状的表面，应该使用Amesh命令来生成目标单元，在这种情况下，网格形状的质量不是重要 的，而目标单元的形状是否能完成好的 模拟刚性面的表面几何形状显得更重要。AMESH-meshingmeshAreaANSYS在所有可能的面上推荐使用三角形的映射网格划分，如果在表面的边界上没有曲 率，则在网格划分时，指定那条边界分为一分，下面的命令或GUI路径将

11、尽可能的生成一个 映射网格（如果不能进行映射，它將生成自由网格）MSHKFY, 2-meshl ing-mesh-Ares-Target Surf建模和网格划分的注意点：一个目标面可能由两个或多个面的区域纽成，你应该尽可能地通过定义多个目标面来使 接触区域局部比（每个目标面有一个不同的实常数号）刚性目标面上由的离散能足够指述出 目标面的形状，过粗的网格离散可能导致收敛问题。如果刚性面有一个实的凸角，求解大的 滑动问题吋很难获得收敛结果，为了避免这些建模问題，在实体模型上，使用线或面的倒角 来使尖角光滑比，或者在曲率究然变化的区域使用更细的网格。不能使用镜面对称技术（ARSYSM, LSYMM）

12、来映射圆、圆柱、圆锥或球面到对称 平面的另一边，因为每个实常数的设置不能同时賦给多个基本原型段。检验目标面的接触方向。目标面的结点号顺序是重要的，因为它定狡了接触主向，对2D接触问題，当沿着目 标线从第一个结点移向第二个结点时，变形体的接触单元必须位于目标面的右边。对3D接触问題，目标三角形单元号应该使刚性面的外法线方向指向接触面，外法线 通过右手原則来定艾为了检查法线方向，显示单元坐标系/PSYMS, ESYS, 1 Utility menupIotctrIssymboIs如果单元法向不指向接触面，选择单元反转表面的法向的方向。ESURF, REVEpreprocossorcreateEle

13、menton free surf步骤四：定狡柔性体的接触面为了定义柔性体的接触面，必须使用接触单元C0NFA171或C0NFA172 （对2D）或C0NTA173或C0NTA174 （对3D）来定狡表面程序通过组成变形体表面的接触单元来定狡接触表面，接触单元与下面覆盖的变形体单 元有同样的几何特性，接触单元与下面覆盖的变形体单元必须处于同一阶次（低阶或离阶） 下面的变形体单元可能是实体单元、壳单元、梁单元或超单元，接触面可能壳或梁单元任何 一边。与目标面单元一样，你必须定艾接触面的单元类型，然后选择正确的实常数号（实常数 号必须与它对应目标的实常数号相同）最后生成接触单元。单元类型：下面简单描

14、述四种类型的接触单元C0NTA171:这是一种2D, 2个结点的低附线单元，可能位于2D实体，壳或梁单元 的表面。C0NTA172:这是一个2D的，3结点的高阶拋物线形单元，可能位于有中结点的2D 实体或梁单元的表面。C0NTA173:这是一个3D的，4结点的低阶四边形单元可能位于3D实体或壳单元的 表面，它可能褪化成一个结点的三角形单元。C0NTA174:这是一个3D, 8结点的高阶四边形单元，可能位于有中结点的3D实体 或壳单元的表面，它可能褪化成6结点的三角形单元。不能在高阶柔性体单元的表面上分成低阶接触单元，反之也不行，不能在高阶接触单元 上消去中结点。EIement typeAdd/

15、Edit/Delete实常数和材料特性在定狡了单元类型之后，需要选择正确的实常数的设置，每个接触对的接触面和目标面 必须有相同的实常数号，而每个接触对必须有它自己不同的实常数号。ANSYS使用下面柔性体单元的材料特性来计算一个合适的接触（或罚）刚度，如果下面 的单元是一个超单元。接触单元的材料的设置必须与超单元形成时的原始结构单元相同，生成接触单元。我们既可以通过直接生成法生成接触单元，也可以在柔性体单元的外表面上自动生成接 触单元，我们推荐釆用自动生成法，这种方法更为简单和可靠。自动生成接触单元可以通过下面三个步骤来自动生成接触单元1、 选择结点选择已划分网格的柔性体表面的结果，如果你确定某

16、一部分结点永远不会接触到目标 面，你可以忽略它以便减少计算时间，然而，你必须保证设有漏掉可能会接触到目标面的结 点ONSELonfree surf2、 生成接触单元ESURF如采接触单元是附在已用实体单元划分网格的面或体上，程序会自动决定接触计算所需 的外法向，如果下面的单元是梁或壳单元，則必须指明哪个表面（上表面或下表面）是接触 面。ESURF, TOP OR BOTIOM使用上表面生成接触单元，则它们的外法向与梁或壳单元的法向相同，使用下表面生成 接触单元，则它们的外法向与梁或壳单元的法向相反，如果下面的单元是实体单元，则TOP 或BOTTOM选项不是作用3、 检查接触单元外法线的方向，当

17、程序进行是否接触的检查时，接触面的外法线方向 是重要的，对3D单元.按结点程序号以右手定則来决定单元的外法向，接面的外法向应 该指向目标面，否則，在开始分析计算时，程序可能会认为有面的过度渗透而很难找到初始 解。在此情况下，程序一般会立即停止执行，你可以检查单元外法线方向是否正确。/PSYMB当发現单元的外法线方向不正确时，必须通过倒不正确单元的结点号来改变它们。ESURF, REVE前提：有限元模型。已识别接触面及目标面。（水可应用自由皮耦合来替代接触。）定狡接触单元及实常数（刚性）目标单元 TARGE 169 TARGE 170 :（柔性）接触单元 C0NTA17rC0NTA172o*Co

18、mmands*ET,KJ69 “指定的单元编号ET, K+1,172实常数 个接触对对应同一个实常数号。TARGE单元的实常数包括：R1. R2 定狡目标单元几何形状CONTA单元的实常数包括：No.NameDescr ipt ion1R1Target circle radius （刚性环半径）2R2Super eIement thickness （单元厚慶）3FKNNorma I penalty stiffness factor （法向接触刚度因子）4FTOLNPenetration tolerance factor （最大允许的穿透）5I CONTInitial contact closu

19、re （初始闭合因子）6PINBPinba I I reg ion （“Pinba II区域）7PMAXUpper limit of initial a I I owab I e penetration （初始穿透的最大值）8PMINLower limit of initial a I I owab I e penetration （初始穿透的最小值）9TAUMAXMaximum friction stress （最大的接触摩擦）10CNOFContact surface offset （施加于接触面的正或负的僞移值）11FKOPContact opening stiffness or con

20、tact damping12FKTangent penalty stiffness factor （切向接触刚度）13COHEContact cohesion （滑动抗力粘聚力）14TCCThermal contact conductance （热接触传导系数）15FHTGFrictional heating factor （摩擦耗散能量的热转换率）16FACTStatic/dynamic ratio （赫摩擦系数和动摩擦系数的比率）17DCExponential decay coefficient （摩擦衰减系数）18FHEGJoule dissipation weight factor19

21、ECCElectrie contact conduetance20FWGTHeat distribution weighing factor21SBCTStefar）-BoItzmann constant22RDVFRad i ation v i ew factor23SLTOAl IowabIe elastic slip24TNOPMax i mum a I IowabIe tens iIe contact pressure2525TOLSTarget edge extens ion factor附注:+值作为比例因子，-值作为绝对值：带*号的实常数比较重要，关乎接触分析的收敛一般实常数可为

22、缺省值。REAL, K !K -指定169和172的共同的实常数编号ET, K, 169 !K -指定的单元编号R,K, FKNO, FTOLNO !指定实常数广6的值RMORE, FKTO, !指定实常数7=2的值* *材料参数一仅需定义摩擦系数MP, MU, J, !J为材料编号，切勿与此前定艾的重复；为接触摩擦系数。附注：当接触对数目较多，且各接触对的性质相似时，可利用*Do循环语句定艾单元、 实常数。MP, MU, J,*D0, K, 8,14,2 !Do循环语句定义单元、实常数REAL, KET, K,169! KEYOPT, K+1,5, 3 KEYOPT, K+1,9, 3KEY

23、OPT,K+1, &KEYOPT,K+1JO, 1R, K, FKNO, FTOLNO ! , CNOFO,RMORE, FKTONROPT, UNSYM*ENDDO生成单元应用直接生成法（ESURF）建立单元水*Commands*指定实常数编号type, K !指定TARGE单元编号mat, J !指定材料编号lsel,1 !选择编号为1的接触边界线nsll,1 !选择依附于线1的节点esurf !生成刚性目标单元type, K+1!指定CONTA单元编号I sei,2nsl I, 2生成柔性接触单元alIsel关乎收敛的若干参数（实常数及单元关犍字）设置接触刚皮设置FKN FKT KEYOPT（1O）初始穿透设置CNOF KEYOPT （5） KEYOPT （9）*Command s*KEYOPT, K+1,9,3NUMMRG （命令）最大允许穿透FTOLN可应用自由度耦合来替代接触