ANSYS接触单元CONTA48供参习.doc

CONTA48：2-D点-面接触 单元描述 CONTA48可用来描述二维空间中两个面之间（或节点和面之间）的接触和滑动。单元的每个节点有两个自由度：X和Y方向上的位移。当接触节点渗入目标线后发生接触，沿目标线划动时允许弹性库仑摩擦和刚性库仑摩擦，由于接触而产生的热传导也可以建模。此单元的更多信息见ANSYS, Inc.?Theory Reference，其它接触单元如CONTAC12, CONTAC26, COMBIN40, CONTAC49, CONTAC52等也可用。 Figure 48.1. CONTAC48 二维点-面接触单元 数据输入 单元的几何形状和节点位置见上图，该单元为三角形，以一个面上（称为目标面）的两个节点之间的线段为一条边，对应顶点是另一个面（称为接触面）上的节点。目标面上的线段称为目标线，目标线两端的节点成为目标节点；接触面上与目标线构成三角形的节点称作接触点。单元的几何图形给出了目标线和接触节点（星号）。可用GCGEN命令自动建立CONTAC48单元，具体方法参考ANSYS Structural Analysis Guide。 节点I和J定义目标线，节点K是接触节点。与目标线相切从I指向J的单位矢量作为表面切矢量，表面法向矢量定义为与目标线垂直且指向左（从I看向J）的单位矢量。应指定节点I、J以使从I看向J时目标面在你的右侧（如CONTAC48所示）。初始时刻节点K可能离节点I、J很远，或与它们共线，或已经渗入目标面。当K沿目标线的法线方向运动到目标线上时发生接触。 罚函数法用法向接触硬度KN确定触点压力，KN 有力/长度单位，与目标面法线方向的罚函数硬度(penalty stiffness)相符。通过限制接触节点向目标线的渗透，KN的使用得到位移容差。如使用罚函数法(KEYOPT(2) = 0)，通常需要KN较大以得到容差，罚函数加拉格朗日乘子法 (KEYOPT(2) = 1)中用较小的KN值，在某些情况下（如初始干涉分析、不收敛或过渗透）需要将KN值随载荷步变化或在重启动时改变以获得精确收敛的解。轴对称分析中单元力和硬度沿基体360°分布。 使用罚函数加拉格朗日乘子法 (KEYOPT(2) = 1)时，用曲面法向方向的绝对公差TOLN确定渗透容差是否合适，若接触节点在目标线两侧都在绝对公差TOLN 范围内，则接触容差合适，TOLN的值必须是正的且有长度单位。 保留节点KT有长度/力单位，仅当弹性库仑摩擦(KEYOPT(3) = 1)时使用KT，它表示接触摩擦的粘性组分并与目标线切线方向的硬度有关，默认KT等于KN/100。当KEYOPT(3) = 1时使用静态与动态摩擦系数的比值FACT，默认值和最小值为1.0。 如果KEYOPT(3) = 0，曲面间无摩擦，不需要KT 和FACT的实常数值。当KEYOPT(3) = 1 or 2时需要摩擦系数MU的值，它可定义为温度的函数，这是此单元中唯一用到温度的地方。动态摩擦系数为MU，静态摩擦系数为FACT*MU。 实常数TOLS用来增加一个小的容差，以使目标（节点I和J）的长度从中心增加，单位是百分比（1.0表示增加目标长度的1.0%）。当接触点K几乎位于目标的边缘时（如对称平面或点点接触模型）用TOLS，在这些情况下，接触节点从一个目标“滑向”另一个目标或完全离开接触，由于振动导致收敛困难，一个小的TOLS值就可以避免上面的情况发生。 实常数PINB 表示球冠半径，它用于确定接触节点已接触还是近接触，默认由程序根据目标长度计算球冠半径。如果你的模型初始干涉大于目标长度（或者初始干涉在球冠外）可以自己定义球冠半径值，当接触节点穿透目标面的位移大于目标长度时也需要自己定义。注意当使用太大的半径时会增加有哪些信誉好的足球投注网站时间。 当KEYOPT(1) = 1 (结构和热约束被激活) 且接触传到系数COND确定时为结构/热接触组合，实常数COND单位位热/时间-度。如果发生接触，COND的一个小的正值会导致接触点和目标面之间的成形表面上产生不良接触点和温度断点，COND值大时温度断点趋于消失可得到完美的接触。当不接触时认为接触面没有热传导。 单元输入要点见Input Summary，单元输入的大体描述见Element Input. CONTAC48 输入要点 单元名称 CONTAC48 节点 I, J, K 自由度 UX, UY (if KEYOPT(1) = 0) UX, UY, TEMP (if KEYOPT(1) = 1) 实常数 KN, KT, TOLN, FACT, TOLS, COND, PINB 材料特性 MU 表面载荷 None 体载荷 温度--? T(I), T(J), T(K) 特性 Nonlinear, Large deflecti