机械与运载工程学院机械与运载工程学院自接触.ppt

Apr 2007 接触分析 问题（1）描述 接触 很难获得解，除非物理上必要，尽量不要使用。 * * 机械与运载工程学院 机械与运载工程学院 * 机械与运载工程学院 * 机械与运载工程学院 机械与运载工程学院 模拟凹槽成型(Standard Explicit) 学习要点： （1）接触定义；（2）边界条件非线性；（3）多步骤分析 毛坯材料属性 夹持力 毛坯 冲头 冲头最终位置 冲模 夹具 冲压力 二维、平面应变模型 屈服应力 塑性应变 400e6 0.00 420e6 0.02 500e6 0.20 600e6 0.50 材料塑性 什么是接触 当两个实体接触时，力通过它们的公共表面传递。 在某些情况下，只传递垂直接触表面的力。 如果存在摩擦，沿接触表面的切向传递有限的切向力。 沿接触表面，摩擦力导致剪切应力。 一般目标： 确定接触面积和传递的应力。 接触是严重不连续形式的非线性行为。 ABAQUS目前无法检测接触，必须定义接触 接触类型 赫兹接触 接触面之间的相对位移很小。 分布表面的接触。 典型例子：轴承设计、硬垫圈、过盈配合. 例子选自 “Coolant manifold cover gasketed joint,” Abaqus例子手册5.1.4 节 变形体之间的大滑动接触 这是最一般类型的接触。 例子：螺纹连接。 这些问题一般包含初始的过盈配合（因为锥形的螺纹），并且具有相似强度的材料之间为有限滑动. Contact pressure distribution due to interference resolution “Axisymmetric analysis of a threaded connection,” 例子手册中 1.1.20 自接触 单个表面与它自身接触称为自接触。在Abaqus的二维和三维模型中可用. 在分析过中，当表面严重变形时，使用自接触将非常方便。对于某些问题，在分析之前不可能确定单个的接触区域，或者确定接触区域是非常困难的。 把单个接触表面作为接触对定义自接触，而不是通过两个不同的表面定义. Contour of minimum principal stress SURF1 (rigid) SURF2 例子：橡胶垫片的压缩 (选自 “Self-contact in rubber/foam components: rubber gasket,” Abaqus例子手册1.1.18 节) 变形体与刚体的接触 表面之间的有限滑动（大位移） 变形组件之间的有限应变. 典型例子: 橡胶密封件 马路上的轮胎 海床底部的管道 成型模拟（刚体砧 /模具、可变形组件） “Superplastic forming of a rectangular box,” 例子手册1.3.2 Example: metal forming simulation 定义接触面 实体单元 选择部件实体的区域 结构单元（壳、薄膜、刚体、梁） 结构单元的法向表示预期的接触方向； 法向基于单元局部的节点编号 壳和薄膜 (S4R,S8R,M3D4,等) 2-D 桁架和梁 (B21,T2D2,等) 基于节点的表面 球：基于单元的表面 线：基于节点的表面 定义刚体 三种方式定义刚体: 定义离散刚体 任何形式的几何外形 定义解析刚体表面 有限种类的几何外形 用户子程序 RSURFU(Abaqus/Standard only) 解析刚体 对于两个相互接触的物体，如果其中一个物体比另外的物体刚硬许多，可以将较为刚硬的物体指定为刚体；例如，金属成型过程中的砧 定义接触 Abaqus 提供两种定义基于面的接触的方法: 通用接触 可以定义模型全部或者一部分区域内的接触情况. 模型的不相连区域和接触区域的面均可计算接触. 接触对描述两个面间的接触 需要对接触多做定义. 每个可能的接触对都需要定义. 对于面的类型有些限制. One contact domain in general contact Multiple contact pairs required 通用接触算法 接触区域可包含多个体 (刚体和变形体) 缺省区域可通过all-inclusive element-based surface自动定义 此方法用于为多组件和复杂拓扑关系的模型建模 定义接触模型时更加容易 接触对算法 需要用户自定义各个面的接触 因接触面有些限制所以有时需要更多的分析 Slave surfaces for contact pair analysis 通用接触和接触对的选择主要在于接触定义的简易程度和分析效率 两种方法的效