一般的接觸分類1
ansys接觸能力1
點─點接觸單元1
點─面接觸單元2
面─面的接觸單元2
執行接觸分析3
面─面的接觸分析3
接觸分析的步驟3
步驟1:建立模型,並劃分網格4
步驟二:識別接觸對4
步驟三:定義剛性目標面4
步驟4:定義柔性體的接觸面8
步驟5:設定實常數和單元關鍵字10
步驟六21
步驟7:給變形體單元加必要的邊界條件22
步驟8:定義求解和載步選項22
第十步:檢查結果23
點─面接觸分析25
點─面接觸分析的步驟26
點-點的接觸36
接觸分析例項(gui方法39
非線性靜態例項分析(命令流方式42
接觸分析
接觸問題是一種高度非線性行為,需要較大的計算資源,為了進行實為有效的計算,理解問題的特性和建立合理的模型是很重要的。
接觸問題存在兩個較大的難點:其一,在你求解問題之前,你不知道接觸區域,表面之間是接觸或分開是未知的,突然變化的,這隨載荷、材料、邊界條件和其它因素而定;其二,大多的接觸問題需要計算摩擦,有幾種摩擦和模型供你挑選,它們都是非線性的,摩擦使問題的收斂性變得困難。
一般的接觸分類
接觸問題分為兩種基本型別:剛體─柔體的接觸,半柔體─柔體的接觸,在剛體─柔體的接觸問題中,接觸面的乙個或多個被當作剛體,(與它接觸的變形體相比,有大得多的剛度),一般情況下,一種軟材料和一種硬材料接觸時,問題可以被假定為剛體─柔體的接觸,許多金屬成形問題歸為此類接觸,另一類,柔體─柔體的接觸,是一種更普遍的型別,在這種情況下,兩個接觸體都是變形體(有近似的剛度)。
ansys接觸能力
ansys支援三種接觸方式:點─點,點─面,平面─面,每種接觸方式使用的接觸單元適用於某類問題。
為了給接觸問題建模,首先必須認識到模型中的哪些部分可能會相互接觸,如果相互作用的其中之一是一點,模型的對立應組元是乙個結點。如果相互作用的其中之一是乙個面,模型的對應組元是單元,例如梁單元,殼單元或實體單元,有限元模型通過指定的接觸單元來識別可能的接觸匹對,接觸單元是覆蓋在分析模型接觸面之上的一層單元,至於ansts使用的接觸單元和使用它們的過程,下面分類詳述。
點─點接觸單元
點─點接觸單元主要用於模擬點─點的接觸行為,為了使用點─點的接觸單元,你需要預先知道接觸位置,這類接觸問題只能適用於接觸面之間有較小相對滑動的情況(即使在幾何非線性情況下)
如果兩個面上的結點一一對應,相對滑動又以忽略不計,兩個面撓度**動)保持小量,那麼可以用點─點的接觸單元來求解面─面的接觸問題,過盈裝配問題是乙個用點─點的接觸單元來模擬面─與的接觸問題的典型例子。
點─面接觸單元
點─面接觸單元主要用於給點─面的接觸行為建模,例如兩根梁的相互接觸。
如果通過一組結點來定義接觸面,生成多個單元,那麼可以通過點─面的接觸單元來模擬面─面的接觸問題,麵即可以是剛性體也可以是柔性體,這類接觸問題的乙個典型例子是插頭到插座裡。
使用這類接觸單元,不需要預先知道確切的接觸位置,接觸面之間也不需要保持一致的網格,並且允許有大的變形和大的相對滑動。
contact48和contact49都是點─面的接觸單元,contact26用來模擬柔性點─剛性面的接觸,對有不連續的剛性面的問題,不推薦採用contact26因為可能導致接觸的丟失,在這種情況下,contact48通過使用偽單元演算法能提供較好的建模能力。
面─面的接觸單元
ansys支援剛體─柔體的面─面的接觸單元,剛性面被當作「目標」面,分別用targe169和targe170來模擬2─d和3—d的「目標」面,柔性體的表面被當作「接觸」面,用conta171,conta172,conta173,conta174來模擬。乙個目標單元和乙個接單元叫作乙個「接觸對」程式通過乙個共享的實常號來識別「接觸對」,為了建立乙個「接觸對」給目標單元和接觸單元指定相同的實常的號。
與點─面接觸單元相比,面─面接觸單元有好幾項優點,
o ·支援低階和高階單元
o ·支援有大滑動和摩擦的大變形,協調剛度陣計算,單元提法不對稱剛度陣的選項。
o ·提供工程目的採用的更好的接觸結果,例如法向壓力和摩擦應力。
o ·沒有剛體表面形狀的限制,剛體表面的光滑性不是必須允許有自然的或網格離散引起的表面不連續。
o ·與點─面接觸單元比,需要較多的接觸單元,因而造成需要較小的磁碟空間和cpu時間。
o ·允許多種建模控制,例如:
·繫結接觸
·漸變初始滲透
·目標面自動移動到補始接觸
·平移接觸面(老虎梁和單元的厚度)
·支援死活單元
使用這些單元,能模擬直線(面)和曲線(面),通常用簡單的幾何形狀例如圓、拋物線、球、圓錐、圓柱採模擬曲面,更複雜的剛體形狀能使用特殊的前處理技巧來建模。
執行接觸分析
不同的接觸分析型別有不同的過程,下面分別討論
面─面的接觸分析
在涉及到兩個邊界的接觸問題中,很自然把乙個邊界作為「目標」面而把另乙個作為「接觸」面,對剛體─柔體的接觸,「目標」面總是剛性的,「接觸」面總是柔性面,這兩個面合起來叫作「接觸對」使用targe169和conta171或conta172來定義2-d接觸對,使用targe170和conta173或conta174來定義3-d接觸對,程式通過相同的實常收號來識別「接觸對」。
接觸分析的步驟:
執行乙個典型的面─面接觸分析的基本步驟列示如下:
1. 建立模型,並劃分網格
2. 識別接觸對
3. 定義剛性目標面
4. 定義柔性接觸面
5. 設定單元關鍵字和實常的
6. 定義/控制剛性目標面的運動
7. 給定必須的邊界條件
8. 定義求解選項和載荷步
9. 求解接觸問題
10.檢視結果
步驟1:建立模型,並劃分網格
在這一步中,你需要建立代表接觸體幾何形狀的實體模型。與其它分析過程一樣,設定單元型別,實常的,材料特性。用恰當的單元型別給接觸體劃分網格。
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