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1、第9讲接触问题分析1第1页，共48页，编辑于2022年，星期一 本实例中将进行一个两块钢板压一个圆盘的非线性分析，如图所示，由于上下两块钢板的刚度比圆本实例中将进行一个两块钢板压一个圆盘的非线性分析，如图所示，由于上下两块钢板的刚度比圆盘的刚度大得多，钢板与圆盘壁面之间的和摩擦足够大，因此，在建模时只建立圆盘的模型。详细盘的刚度大得多，钢板与圆盘壁面之间的和摩擦足够大，因此，在建模时只建立圆盘的模型。详细参数如下：参数如下：EX EX1000 MPa1000 MPa（弹性模量）（弹性模量）Yield Strength=1 MPa Yield Strength=1 MPa（屈服强度）（屈服强度）
2、NUXY NUXY0.350.35（泊松比）（泊松比）Tang Mod=2.99 MPa Tang Mod=2.99 MPa（剪切模量）（剪切模量）实例实例1:1:两块钢板压一个圆盘的大应变非线性分析两块钢板压一个圆盘的大应变非线性分析ANSYS ANSYS 2第2页，共48页，编辑于2022年，星期一/prep7/title,upsettinget,l,106,1mp,ex,1,1000mp,nuxy,0.3tb,biso,1tbdata,1,2.99rect,0,6,0,1.5lesi,1,12lesi,2,5mshape,0,2dmshkey,1amesh,allnsel,y,1.5cp
3、,1,uy,allnsel,allfini(6,1.5)(0,0)1253第3页，共48页，编辑于2022年，星期一/solunsel,s,loc,x,0dsym,symm,xnsel,s,loc,y,0dsym,symm,ynsel,alld,all,uznsel,y,1.5d,all,uxnsel,all/solutionnlgeom,onpred,ond,14,uy,-0.3time,0.3autots,onnsubst,120outres,all,10solve/postlset,last/dsca,1pldi,2plns,nl,svfini/post26rfor,2,14,f,yad
4、d,2,2,-1.0plva,2fini4第4页，共48页，编辑于2022年，星期一位移等值线图位移等值线图等效应力等值线图等效应力等值线图5第5页，共48页，编辑于2022年，星期一实例实例2:2:圆柱壳非线性屈曲分析实例圆柱壳非线性屈曲分析实例(ANSYS)(ANSYS)圆柱壳的非线性屈曲分析结构圆柱壳的非线性屈曲分析结构 问题描述：一个对边简支的圆柱壳，在其中心作用一个垂直的集中载荷。我们的目的是分析当载问题描述：一个对边简支的圆柱壳，在其中心作用一个垂直的集中载荷。我们的目的是分析当载荷大小为荷大小为1000N 1000N 时，时，A A、B B 两点的垂直位移（两点的垂直位移（UYU
5、Y）。）。问题详细说明：问题详细说明：材料特性：材料特性：EX=3.10275 KN/mm2 EX=3.10275 KN/mm2（杨氏模量）（杨氏模量）NUXY=0.3 NUXY=0.3（泊松比）（泊松比）几何特性：几何特性：R=2540m L=254m R=2540m L=254m H=6.35m H=6.35m 0.1 rad0.1 rad载荷：载荷：p=1000N p=1000N 6第6页，共48页，编辑于2022年，星期一FINI/CLE/PREP7 smrt,off ET,1,SHELL63,1R,1,6.350 !壳厚度壳厚度MP,EX,l,3102.75 MP,NUXY,1,0.
6、3/COM CREATE FINITE ELEMENT MODEL R1=2540 !壳中面半径壳中面半径L=254 !取一半取一半PI=4*ATAN(l)!值值THETA=0.1*180/Pl CSYS,1 !柱坐标柱坐标N,l,R1,90 !建立节点建立节点1和和2N,2,Rl,90,L K,1,R1,90 K,2,R1,(90THETA)K,3,R1,90,L K,4,R1,(90THETA),L ESIZE,2 !单元尺寸单元尺寸A,1,3,4,2 AMESH,1 NUMMRG,NODE/COM APPLY BOUNDARY CONDITIONSNSEL,S,LOC,Z,0 DSYM,
7、SYMM,Z NSEL,S,LOC,Y,90 DSYM,SYMM,X NSEL,S,LOC,Y,(90-THETA)D,ALL,UX,UY,UZ NSEL,ALL FINISH SAVE,BUCKLEZ,DB RESUME,BUCKLEZ,DB/SOLUTION ANTYPE,STATIC NLGEOM,ON !大变形大变形OUTRES,1 !每子步输出结果每子步输出结果F,1,FY,-250 !1/4 对称载荷对称载荷NSUBST,30 !用用30步开始步开始ARCLEN,ON,4 SOLVE FINISH/POST26 NSOL,2,1,U,Y !存节点存节点1的的UY位移位移NSOL,3
8、,2,U,Y !存节点存节点2的的UY位移位移PROD,4,l,LOAD,4*250!总载荷总载荷 4*250 PROD,5,2,-l !改变位移符号改变位移符号PROD,6,3,-l*GET,UY1,VARI,2,EXTREM,VMIN*GET,UY2,VARI,3,EXTREM,VMIN PRVAR,2,3,4 !/AXLAB,Y,TOTAL LOAD(N)/GRID,1/XRANGE,O,35/YRANGE,-500,1050 XVAR,5 PLVAR,4 !绘出随绘出随UY变化的载荷变化的载荷XVAR,6 PLVAR,4 FINISH 7第7页，共48页，编辑于2022年，星期一8第8
9、页，共48页，编辑于2022年，星期一状态非线性状态非线性只能承受张力的缆索的松弛与张紧只能承受张力的缆索的松弛与张紧滚轮与支撑的接触与脱开滚轮与支撑的接触与脱开冻土的冻结与解冻冻土的冻结与解冻接接触触随着它们状态的变化，随着它们状态的变化，它们的刚度显著变化。它们的刚度显著变化。接触是一种很普遍的非线性行为，它是接触是一种很普遍的非线性行为，它是状态变化非线性类型中一个特殊而重要状态变化非线性类型中一个特殊而重要的子集，是一种高度非线性行为。的子集，是一种高度非线性行为。刚体柔体接触刚体柔体接触柔体柔体接触柔体柔体接触面面接触面面接触点面接触点面接触点点接触点点接触概述概述9第9页，共48页
10、，编辑于2022年，星期一产生接触的两个物体必需满足无穿透约束条件产生接触的两个物体必需满足无穿透约束条件 uAA点增量位移向量；点增量位移向量；n单位法向量；单位法向量；D为接触距离容限。为接触距离容限。无穿透接触约束无穿透接触约束 10第10页，共48页，编辑于2022年，星期一1定义接触体定义接触体2探测接触探测接触3施加接触约束施加接触约束4模拟摩擦模拟摩擦5修改接触约束修改接触约束6检查约束的变化检查约束的变化7判断分离和穿透判断分离和穿透8以及热以及热机耦合的接机耦合的接触传热等。触传热等。11第11页，共48页，编辑于2022年，星期一刚体柔体的接触模型，只需给可能成为柔体接触面
11、的部分划分网格。刚体柔体的接触模型，只需给可能成为柔体接触面的部分划分网格。涉及到两个边界的接触问题中涉及到两个边界的接触问题中:把一个边界作为把一个边界作为“目标目标”面，面，而把另一个作为而把另一个作为“接触接触”面。面。接接触触单单元元刚体柔体刚体柔体柔体柔体柔体柔体“接触接触”面总是柔性面面总是柔性面接触面和目标面都是变形体，这两个面合起来叫作接触面和目标面都是变形体，这两个面合起来叫作“接触接触对对”，程序通过相同的实常数号来识别，程序通过相同的实常数号来识别“接触对接触对”。12第12页，共48页，编辑于2022年，星期一13第13页，共48页，编辑于2022年，星期一1建立模型建
12、立模型2识别接触对识别接触对通过目标单元和接触单元来定义模型在变形期间可通过目标单元和接触单元来定义模型在变形期间可能发生接触的区域能发生接触的区域14第14页，共48页，编辑于2022年，星期一接触单元被约束住，不能穿透目标面，然而目接触单元被约束住，不能穿透目标面，然而目标单元可以穿透接触面。标单元可以穿透接触面。(5)一个面上的基础单元是高阶单元，而另一一个面上的基础单元是高阶单元，而另一个面上的基础单元是低阶单元，应将基础单元个面上的基础单元是低阶单元，应将基础单元为高阶单元的面作为接触单元。为高阶单元的面作为接触单元。(1)当凸面和平面或凹面接触时，应当凸面和平面或凹面接触时，应指定
13、平面或凹面作为目标面。指定平面或凹面作为目标面。目标面目标面接触面接触面目标面目标面接触面接触面目标面目标面接触面接触面(4)如果两个面的大小明显不同，应将大如果两个面的大小明显不同，应将大面作为目标面。面作为目标面。目标面目标面接触面接触面(2)如果一个面上的网格较细，而另一个如果一个面上的网格较细，而另一个面上的网格较粗，应指定细网格所在面作面上的网格较粗，应指定细网格所在面作为接触面，粗网格所在面作为目标面为接触面，粗网格所在面作为目标面目标面目标面接触面接触面硬面硬面(3)如果两个面的刚度不同时，应当较硬如果两个面的刚度不同时，应当较硬的面为目标面，较软的面作为接触面。的面为目标面，较
14、软的面作为接触面。15第15页，共48页，编辑于2022年，星期一单元类型单元类型实常数实常数二维刚性目标面用二维刚性目标面用TARGE169单元单元三维刚性目标面用三维刚性目标面用TARGE170单元单元对对TARGE169和和TARGE170仅需设置实常数仅需设置实常数R1和和R2在三维情况下，任意形状的目在三维情况下，任意形状的目标面应该使用三角面来建模。标面应该使用三角面来建模。16第16页，共48页，编辑于2022年，星期一使用直接生成法建立刚性目标单元使用直接生成法建立刚性目标单元GUI，Main MenuPreprocessorModelingCreateElementsElem
15、 Attrributes 刚性目标单元及形状刚性目标单元及形状划分刚性目标单元划分刚性目标单元2D目标单元目标单元Command，LMESHGUI：Main MenuPreprocessor一一Meshing一一MeshLinesCommand：AMFSHGUI:Main MenuPreprocessorMeshing meshAres一一Target Sarf3D目目标标单单元元Command:MSNKEY，2GUI：Main MenuPreprocessorMeshing一一MeshAres一一Targe surf17第17页，共48页，编辑于2022年，星期一建模和网格划分的注意点建模和
16、网格划分的注意点2D接触接触问题问题3D接触接触问题问题(1)一个目标面可能由两个或多个间断的区域组成，应一个目标面可能由两个或多个间断的区域组成，应该尽可能地通过定义多个目标面来使接触区域局部化。该尽可能地通过定义多个目标面来使接触区域局部化。(2)不能使用镜面对称技术不能使用镜面对称技术(ARSYSM，LSYMM)来映射圆、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赋给多个图元。数的设置不能同时赋给多个图元。检验目标的接触方向检验目标的接触方向目标面的节点号顺目标面的节点号顺序定义了接触方向序定义了接触方向当沿
17、着目标线从第一个节点移向第二个节点时，当沿着目标线从第一个节点移向第二个节点时，变形体的接触单元必须位于变形体的接触单元必须位于目标面的右边目标面的右边。目标三角形单元号应该使刚性面的外法线方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，外法线通过右手原则来定义。向指向接触面，外法线通过右手原则来定义。18第18页，共48页，编辑于2022年，星期一程序通过组成变形体表面的接触单元来定义接触表面程序通过组成变形体表面的接触单元来定义接触表面定义柔性体接触面的接触单元定义柔性体接触面的接触单元19第19页，共48页，编辑于2022年，星期一l)选择节点选择节点:选择节点时必须保证没有漏掉可
18、能会接触到目标面的节点。选择节点时必须保证没有漏掉可能会接触到目标面的节点。Command:NSELGU1：Main MenuPreprocessorCreateElement0nFree Surf2)生成接触单元生成接触单元Command:ESURFGUI:Main MenuPreprocessorCreateElementOn Free Surf如果接触单元是附在已用实体单元划分网格的面或体上，如果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。程序会自动决定接触计算所需的外法向。20第20页，共48页，编辑于2022年，星期一对对3D单元，按节点程序号以
19、右手定则来决定单元的外法向，单元，按节点程序号以右手定则来决定单元的外法向，接触面的外法向应该指向目标面。接触面的外法向应该指向目标面。Command：PSYMB，ESYS，1GUI:Utility MenuPotCtrLSymbols当发现单元的外法线方向不正确时，必须通过反转不正确单元的节当发现单元的外法线方向不正确时，必须通过反转不正确单元的节点号来改正它们。点号来改正它们。Command:ESURF，REVEGUI：Main MenuPreprocessorCreateElements On Free Surf3)检查接触单元外法线的方向。检查接触单元外法线的方向。21第21页，共48
20、页，编辑于2022年，星期一(1)(1)实常数实常数R1R1和和R2R2定义目标单元几何形状；定义目标单元几何形状；FKNFKN定义法向接触刚度因子；定义法向接触刚度因子；FTOLNFTOLN定义最大的穿透范围；定义最大的穿透范围；ICONTICONT定义初始靠近因子：定义初始靠近因子：PINBPINB定义定义“pinball pinball”区域；区域；PMINPMIN和和PMAXPMAX定义初始穿透的容许范围；定义初始穿透的容许范围；FKOPFKOP指定接触发生时所给的刚度因子；指定接触发生时所给的刚度因子；TAUMARTAUMAR指定最大的接触摩擦；指定最大的接触摩擦；CNOFCNOF给
21、接触面指定一个正的或负的偏移值给接触面指定一个正的或负的偏移值目标面单元目标面单元的几何形状的几何形状控控制制接接触触行行为为正值正值比比例因子例因子负值负值真实值真实值22第22页，共48页，编辑于2022年，星期一接触算法接触算法 (KEYOPT(2)(KEYOPT(2)出现超单元时的应力状态出现超单元时的应力状态(KEYOPT(3)(KEYOPT(3)接触检查点的位置接触检查点的位置 (KEYOPI(4)(KEYOPI(4)刚度矩阵的选择刚度矩阵的选择 (KEYOPT(6)(KEYOPT(6)时间步长控制时间步长控制 (KEYOPT(7)(KEYOPT(7)初始穿透影响初始穿透影响 (K
22、EYOPT(9)(KEYOPT(9)接触模型接触模型 (KEYOPT(12)(KEYOPT(12)(2)(2)单元关键字单元关键字对大多的接触问题，缺省的关键字对大多的接触问题，缺省的关键字是合适的。但在某些情况下，可能是合适的。但在某些情况下，可能需要改变缺省值来控制接触行为。需要改变缺省值来控制接触行为。23第23页，共48页，编辑于2022年，星期一开始时取一个较低的值，低估此值要比高估此值好。开始时取一个较低的值，低估此值要比高估此值好。对前几个子步进行计算。对前几个子步进行计算。检查穿透量和每一子步中的平衡迭代次数。检查穿透量和每一子步中的平衡迭代次数。按需要调整按需要调整FKN或或
23、FTOLN的值，重新分析。的值，重新分析。面面的面面的接触单元接触单元用用KETOPT(2)来指定接来指定接触算法扩展的触算法扩展的拉格朗日或拉格朗日或罚函数罚函数,实常数实常数FTOLNFTOLN缺省值为缺省值为0.1，可以改变这个，可以改变这个值，但要注意如果值，但要注意如果此值太小可能会造此值太小可能会造成大多的迭代次数成大多的迭代次数或者不收敛。或者不收敛。决定接决定接触刚度触刚度所有的接触问题都所有的接触问题都需要定义接触刚度需要定义接触刚度实常数实常数24第24页，共48页，编辑于2022年，星期一在基本的库仑摩擦模型中，两个接触面在开始相互滑动之前是粘在基本的库仑摩擦模型中，两个
24、接触面在开始相互滑动之前是粘合状态合状态(stick)。库仑磨擦类型定义了一个等效剪应力，一旦剪应。库仑磨擦类型定义了一个等效剪应力，一旦剪应力超过此值后，两个表面之间将开始相互滑动，这叫做滑动状态力超过此值后，两个表面之间将开始相互滑动，这叫做滑动状态(sliding)。程序缺省值为表面之间无摩擦。对程序缺省值为表面之间无摩擦。对rough或或bonded接触接触(KEYOPT(2)1(或或3)，程序将不管给定的，程序将不管给定的MU值而值而认为摩擦阻力无限大。认为摩擦阻力无限大。接触界面上的最大许可剪应力，设接触界面上的最大许可剪应力，设置常数置常数TAUMAX(缺省为缺省为1.0E20)
25、25第25页，共48页，编辑于2022年，星期一 接触检查点位于接触单元的积分点上。在积分点上接触单接触检查点位于接触单元的积分点上。在积分点上接触单元不能穿透进人目标面，然而，目标面能穿透进入接触面。元不能穿透进人目标面，然而，目标面能穿透进入接触面。接触检查点位于高斯积分点上接触检查点位于高斯积分点上高斯积高斯积分点分点目标面目标面接触面接触面刚体刚体变形体变形体ANSYS面一面接触单元使用面一面接触单元使用GAUSS积分点作为缺省值，积分点作为缺省值，NewtonCoteslobatto使用节使用节点本身作为积分点。点本身作为积分点。KEYOPT(4)来选来选择所想使用的方法择所想使用的
26、方法26第26页，共48页，编辑于2022年，星期一高斯积分点高斯积分点目标面目标面刚体刚体变形体变形体接触检查点位于高斯节点上接触检查点位于高斯节点上使用节点本身作为积分点使用节点本身作为积分点仅应该用于角接触问题仅应该用于角接触问题27第27页，共48页，编辑于2022年，星期一使用实常数使用实常数ICONT来指定一个好的初始接触环。来指定一个好的初始接触环。目标面目标面目标面目标面刚体刚体刚体刚体接触面接触面接触面接触面不连续不连续初始接初始接触环触环初始接初始接触环触环用用ICON进行接触面的调整进行接触面的调整调整前调整前调整后调整后建议使用一个建议使用一个小的小的ICONT值，否则
27、可能值，否则可能会发生大的不会发生大的不连续连续任何落在任何落在“调调整环整环”区域内的区域内的接触检查点被自接触检查点被自动移到目标面上动移到目标面上28第28页，共48页，编辑于2022年，星期一使用实常数使用实常数PMIN和和PMAX来指定初始容许的穿透范围来指定初始容许的穿透范围对给定载荷或给定位移的刚性目标面将会执行初始接触状对给定载荷或给定位移的刚性目标面将会执行初始接触状态的初始调节。态的初始调节。当目标面上的节点有给的零位移值时，使用当目标面上的节点有给的零位移值时，使用PMAX和和PMIN的初始调节将不会被执行。的初始调节将不会被执行。使用实常数使用实常数CNOF来指定接触面
28、的偏移来指定接触面的偏移 正值表示将整个接触面向目标面移动正值表示将整个接触面向目标面移动负值表示让整个接触面远离目标面负值表示让整个接触面远离目标面29第29页，共48页，编辑于2022年，星期一设置设置KEYOPT(9)来调整初始穿透来调整初始穿透真正的初始穿透包括由几何形状导致的和由于用真正的初始穿透包括由几何形状导致的和由于用户指定接触表面偏移量户指定接触表面偏移量(CNOF)所引起的。所引起的。几何形状和接触表面偏移量所引起的穿透几何形状和接触表面偏移量所引起的穿透KEYOPT(9)0；忽略上述两方面所引起的穿透，设置忽略上述两方面所引起的穿透，设置KEYOPT(9)1;用户指定的接
29、触表面偏移量，忽略由几何形状所引起的初用户指定的接触表面偏移量，忽略由几何形状所引起的初 始穿透，设置始穿透，设置KEYOPT(9)=3。消除初始始穿透消除初始始穿透接触面接触面目标目标面面刚体刚体30第30页，共48页，编辑于2022年，星期一让总的初始穿透渐变为零让总的初始穿透渐变为零(CNOF几何形状几何形状)，设置，设置KEYOPT(9)2渐变用户指定的接触面过盈量，忽略几何形状所引起的穿透渐变用户指定的接触面过盈量，忽略几何形状所引起的穿透KEYOPT(9)=4渐进初始穿透渐进初始穿透刚体刚体刚体刚体刚体刚体渐变渐变开始开始渐变渐变中途中途渐变渐变结束结束目标面目标面目标面目标面目标
30、面目标面当使用上面的当使用上面的KEYOPT(9)的的设置时，在第一个载荷步中设置时，在第一个载荷步中不要给其它载荷，并且应设不要给其它载荷，并且应设置置KBC，0。同时应保证。同时应保证Pinball区域足够大，可以捕区域足够大，可以捕获到初始过盈量。获到初始过盈量。31第31页，共48页，编辑于2022年，星期一接触单元相对于目标面的运动和位置决定了接触单元接触单元相对于目标面的运动和位置决定了接触单元的状态；程序检测每个接触单元并给出一种状态。的状态；程序检测每个接触单元并给出一种状态。STAT0未合的远区接触；未合的远区接触；STAT1未合的近区接触；未合的近区接触；STAT2滑动接触
31、；滑动接触；STAT3粘合接触。粘合接触。32第32页，共48页，编辑于2022年，星期一法向单边接触法向单边接触(KEYOPT(12)0不分开的接触，但允许有相对滑动不分开的接触，但允许有相对滑动KEYOPT(12)2绑定接触，也不允许有相对滑动绑定接触，也不允许有相对滑动KEYOPT(12)333第33页，共48页，编辑于2022年，星期一2D单元单元(CONTA171、CONTA172)对对3D单元单元(CONTA173，CONTA174)不使用超单元不使用超单元KETOPT(3)0轴对称轴对称KEYOPT(3)1平面应变或单位厚度的平面应力平面应变或单位厚度的平面应力KEYOPT(3)
32、2需要厚度输调的平面应力需要厚度输调的平面应力KEYOPT(3)3 实常数的实常数的R2来指定厚度来指定厚度使用使用H单元单元KEYOPT(3)0使用超单元使用超单元KEYOPT(3)134第34页，共48页，编辑于2022年，星期一程序能够用程序能够用KEYOPT(11)来考虑壳来考虑壳(2D和和3D)和梁和梁(2D)的厚度的厚度KEYOPT(11)1时则考虑梁或壳的厚度，时则考虑梁或壳的厚度，从底面或顶面来计算接触距离从底面或顶面来计算接触距离使用时间步长控制使用时间步长控制KEYOPT(7)0 没有控制，时间步长的大小不受预测影响没有控制，时间步长的大小不受预测影响KETOPT(7)1
33、如果一次迭代期间有太大的穿透发生如果一次迭代期间有太大的穿透发生KEYOPT(7)2 对下一个子步预测一个合理的时间增量对下一个子步预测一个合理的时间增量KETOPT(7)3 对下一个子步，预测一个最小的时间增量对下一个子步，预测一个最小的时间增量35第35页，共48页，编辑于2022年，星期一36第36页，共48页，编辑于2022年，星期一2点面接触分析的步骤点面接触分析的步骤1使用点面的接触单元使用点面的接触单元37第37页，共48页，编辑于2022年，星期一(1)建模，划分网格建模，划分网格由于几何形状和潜在变形的多样化，可能有多个目标面和同一个接触面相互作用，在这种情况下，必须定义多个
34、接触对，对每个表面需要建立一个包含表面节点的组元。然后就可以使用这些表面节点，在接触面之间形成所有有可能的接触形状。如果能肯定某些面永远不会相互接触，那么应该适当的包括更多的节点。通过接触单元定义在变形过程中，哪儿可能发生接触通过接触单元定义在变形过程中，哪儿可能发生接触CommandCommand：CMCM GUI GUI：Utility UtilitySelectSelectCompCompAssemblyAssembly create Componentcreate Component(2)识别接触对识别接触对应避免使用有中间节点的单元应避免使用有中间节点的单元仅在使用仅在使用CONTA
35、48的二维分析中才可以在接触面上使用的二维分析中才可以在接触面上使用中节点单元，且不能在目标面上使用中节点单元。中节点单元，且不能在目标面上使用中节点单元。38第38页，共48页，编辑于2022年，星期一(3)生成接触单元生成接触单元Command：GCGENGUI：Main menuPreprocessorCreateElementsAt Contact srfa.首先必须定义单元类型首先必须定义单元类型b.定义接触单元的实常数定义接触单元的实常数c.在对应的接触对之间生在对应的接触对之间生 成接触单元成接触单元每个不同的接触面应该有每个不同的接触面应该有一个不同的实常数号一个不同的实常数号
36、点一面点一面的接触的接触CONTAC48(2D)CONTAC49(3D)39第39页，共48页，编辑于2022年，星期一(4)设置单元关键字和实常数设置单元关键字和实常数KEYOPT(1)KEYOPT(1)：选择正确的自由度：选择正确的自由度(包含或不包括温度包含或不包括温度)；KEYOPT(2)KEYOPT(2)：选择罚函数的方法或罚函数十拉格朗日方法；：选择罚函数的方法或罚函数十拉格朗日方法；KEYOPT(3)KEYOPT(3)：选择摩擦类型；无摩擦、弹性库仑摩擦或刚性库仑摩擦；：选择摩擦类型；无摩擦、弹性库仑摩擦或刚性库仑摩擦；KEYOPT(7)KEYOPT(7)：选择接触时间步长预测控
37、制。：选择接触时间步长预测控制。CONTAC48CONTAC48CONTAC49CONTAC49单元关键字单元关键字实常数实常数KN法向接触刚度；法向接触刚度；KT粘合接触刚度；粘合接触刚度；TOLN最大的穿透容差；最大的穿透容差；FACT静摩擦与动摩擦的比值；静摩擦与动摩擦的比值；TOLS一个小的容差以增加目标面的长度；一个小的容差以增加目标面的长度；COND接触传导率。接触传导率。CONTAC48CONTAC48CONTAC49CONTAC4940第40页，共48页，编辑于2022年，星期一(5)加上必要的边界条件加上必要的边界条件建模时，使接触体处于恰好接触的位置；建模时，使接触体处于恰
38、好接触的位置；使用给定位移来将它移到某个位置；使用给定位移来将它移到某个位置；使用很弱的弹簧把两个分开的物本连起来，使用动态方法求解。使用很弱的弹簧把两个分开的物本连起来，使用动态方法求解。(7)求解求解(8)查看结果查看结果(6)定义求解选项定义求解选项使用使用KEYOPT（7）来设置合适的时间步）来设置合适的时间步长长时间步长必须是足够小的，可信方法是打时间步长必须是足够小的，可信方法是打 开自动时间步长。开自动时间步长。41第41页，共48页，编辑于2022年，星期一42第42页，共48页，编辑于2022年，星期一接触分析实例接触分析实例1 在这个实例中，我们将对一个弹簧卡子进行接触分析
39、，计在这个实例中，我们将对一个弹簧卡子进行接触分析，计算将卡头压进卡座和拉出卡座所需要的力。算将卡头压进卡座和拉出卡座所需要的力。问题描述：问题描述：此问题属于需要输入厚度的平面应力问题，卡头和卡此问题属于需要输入厚度的平面应力问题，卡头和卡座的底板被认为是刚性的，因此在建模时不以考虑。座的底板被认为是刚性的，因此在建模时不以考虑。由于模型和载荷都是对称的，因此可用模型的右半部来进由于模型和载荷都是对称的，因此可用模型的右半部来进行计算。求解通过二个载荷步实现。行计算。求解通过二个载荷步实现。问题详细说明：问题详细说明：材料性质：材料性质：EX2.8e3（杨氏模量）（杨氏模量）NUXY0.3（
40、泊松比）（泊松比）MU=0.2 （摩擦系数）（摩擦系数）43第43页，共48页，编辑于2022年，星期一k,1,10 k,2,20 k,3,15,18.5 k,4,10,20 k,5,12.5,30 k,6,20,30 l,1,3 l,3,4 l,4,5 l,5,6 l,6,2 l,2,1 al,all 44第44页，共48页，编辑于2022年，星期一lgen,2,1,3,1k,11,5 k,12,5,30 !LPLOT l,11,7 l,11,12 l,12,10 lsla,s lsel,invert al,all lsel,allrectng,0,15,0,10asba,2,3agen,2,4,0,30,0,0,1 asel,s,4 aatt,1,1,2 asel,allesize,4 amesh,all 45第45页，共48页，编辑于2022年，星期一接触力的变化接触力的变化46第46页，共48页，编辑于2022年，星期一0.4s0.6s0.7s0.875s不同接触时刻与等效应力的关系不同接触时刻与等效应力的关系47第47页，共48页，编辑于2022年，星期一1.0s1.1s1.4s1.8s2.0不同接触时刻与等效应力的关系不同接触时刻与等效应力的关系48第48页，共48页，编辑于2022年，星期一