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Contac52 3D点对点接触单元 有效产品MP ME ST PR PP ED Contac52单元描述 Contac52代表两个面之间的相互维持或脱离的物理接触以及两者之间的相对滑动。该单元仅可用于面上法向的压缩和切向的剪切（库仑摩擦）。单元上每个节点都具有3个自由度，即沿着节点X、Y和Z方向的平动。 该单元可在法向上施加初始载荷，也可以设定一个间隙。当间隙被关闭且不产生滑动时，要在法向和切向上设置刚度。此单元的更多信息见ANSYS, Inc.?Theory Reference，（ANSYS理论手册）其它接触单元如CONTAC12, CONTAC26, COMBIN40, CONTAC49等也可用。 Figure 52.1. CONTAC52 Geometry CONTAC52输入数据 单元的几何形状，节点的位置和坐标系系统如图52.1所示。该单元包括有两个节点，两个刚度（KN and KS），一个初始的间隙或干扰(GAP),以及一个初始的单元状态(START)。接触面的方向由节点的位置或由用户所设定的间隙的方向决定。假定接触面是垂直于I，J节点连线的方向或是垂直于间隙的方向。单元坐标系的X轴是沿节点I指向J，或是间隙的方向。接触面平行于单元的y-z平面。 法向刚度，KN，是基于接触表面的刚度。详细可参考 ANSYS Structural Analysis Guide （ANSYS结构分析指南）中的Nonlinear Structural Analysis（非线形结构分析）来选择KN的值。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。当选择弹性库仑摩擦(μ 0.0 且 KEYOPT(1) = 0)时粘性刚度，KS，代表切向的刚度。在材料特性MU处输入摩擦系数u，并被两节点处的平均温度所估计。刚度也可以从最大预期的力来计算，这个力被最大所允许的表面位移分成几份。KS的默认值为KN。 初始间隙定义间隙的大小（如果值为正）或位移干涉（如果值为负）。这里的定义和CONTAC12单元相反。如果没有指明间隙的方向（通过实常数NX, NY, 和NZ定义），干涉就引起的节点处的分离。如果KEYOPT(4) = 1，间隙的尺寸可以作为实常数输入(GAP)或者通过节点的位置（节点I和节点J的距离）自动计算。干涉必须以实常数输入。刚度为0或为负值。初始单元状态(START)是用来定义第一个子步开始时的干涉的“初始”条件。这个输入优先于干涉暗含的条件，它对预测最终的干涉结构和对减少计算收敛的干扰是非常有用的。 你可以通过实常数NX, NY, 和NZ（笛卡儿坐标系X, Y, 和 Z方向组成了间隙的方向矢量）。如果你不指定间隙的方向，程序将根据I，J节点的初始方位计算间隙方向，如I节点相对J节点的正法向位移（在单元坐标系内）趋向于打开间隙。以下几种情况你应该指定间隙方向：如果节点I，J有相同的初始坐标， 如果模型有初始干涉条件，在这条件下有单元的几何重叠，或单元的初始间隙距离非常小。如果打开初始间隙，恰当的法向(NX, NY, NZ)通常是由节点I指向节点J。 摩擦系数u是唯一用在干涉的材料特性。表面无摩擦时u=0。在单元节点处要列出温度（仅是对材料特性的估算）。节点I的温度T(I)默认值为TUNIF。节点J的温度默认值为T(I)。干涉单元的斜向力可以被分解为沿法向和切向（滑动方向）的力，如 Figure 52.2: CONTAC52 Force-Deflection Relationship（图52.2：“CONTAC52力-斜向关系”）。第一个载荷步初始的单元条件由START参数决定。如果关闭干涉并具有粘性，KN是用来限制间隙，KS是用来限制粘性。如果关闭干涉但可滑动，KN是用来限制间隙，摩擦力uFN是用来限制滑动。 在法向上，当法向力(FN)为负时，干涉仍然保持接触且可视为线弹簧。当法向力为正时，接触被破坏且不传递力。 KEYOPT(3)可以用来指定一个“弱弹簧”穿过接触面，它对防止静力分析中明显的体运动很有用。弱弹簧刚度可以通过法向刚度KN和一个缩减因子相乘得到。默认的缩减因子为1E-6，也可以在实常数REDFACT中设定。这种弱弹簧与实际的弹簧单元不同（比如COMBIN14），它只具有很小的刚度值。当作用有拉伸力时，实常数REDFACT不能限制间隙的扩展。 在切向上，如果FN 0且切向力的绝对值(FS)小于μ|FN|,接触面可视为线形弹簧。如果FN 0 且 FS =?μ|FN|,就会产生滑动。如果没有接触，FS = 0。 如果KEYOPT(1) = 1，就要选择库仑摩擦，不选择KS，并移除弹性粘性特性。这个选项对位移控制问题或对特定的滑动动态问题很有用。 对包括摩擦的分析