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July 30, 1999 接触分析综述 第六章 接触综述 章节概要 该章节是ANSYS中接触分析功能的综述。 该章节包括以下几个内容: 接触分析典型应用 接触类型 一般的分析过程 接触向导 接触分析高级设置 接触综述 A.典型应用 接触是一种很普通的物理现象，它是ANSYS用户最频繁使用的非线性特征之一。 接触可用来分析众多种类的模型。典型的接触运用包括: 动态冲击. 摩擦. 金属成型. 螺栓接合. 零件装配. 紧配合. 受压边界条件. 上述分析类型和除此之外的众多分析都可以使用ANSYS中的接触分析模拟。 接触综述 ...典型应用 柔性钢筋冲击刚性表面. 接触综述...典型应用 超弹性材料减摇器的外部接触、起皱、和自我接触。 接触综述...典型应用 金属成型 (深拉延). 接触综述...典型应用 轮齿接触. 接触综述...典型应用 不同元件的复杂装配: 接触综述B.接触类型 ANSYS 中的接触单元用来: 防止接触面互相穿透 (或使用接触协调) 转换接触面之间的力（包括摩擦力和法向压力） 对接触面的相对位置进行跟踪 ANSYS中使用三类接触单元集进行接触模拟: 面－面 (TARGE169-170, CONTA171-174) 节点－面 (TARGE169-170, CONTA175) 节点－节点 (CONTA178) 接触综述...接触类型 此外，接触体可以是刚性的也可以是柔性的，考虑下面两类模型： 刚体－柔体的接触. 一表面被认为是理想刚体－除了允许刚体运动外没有任何的应力、应变和结构变形. 当一个接触表面的刚度明显大于其它表面且我们对该面的应力不敢兴趣时. 柔体－柔体的接触. 两接触体都由柔性有限元单元构成. 三类接触单元都支持刚体－柔体的接触和柔体－柔体的接触. 169－178为ANSYS中的接触单元 接触综述...接触类型 当两个任意形状的面接触时应使用面－面接触单元. 事先并不需要知道确切的接触位置. 两接触表面可以使用不同的网格. 允许较大的相对滑动. 支持大应变和大转动. 接触综述...接触类型 点－面 单元用来模拟点和任意形状的面之间的接触. 使用多个点－面单元可模拟线和面之间的接触. 事先并不需要知道确切的接触位置. 两接触表面可以使用不同的网格. 允许较大的相对滑动. 支持大应变和大转动. 接触综述...接触类型 点－点 单元用来模拟点－点的接触行为. 用户必须预先知道接触位置. 点－点接触单元也可以用来模拟面－面的接触问题. 各表面的网格必须相同. 相对滑动必须很小. 仅对小转动有效. 接触综述...接触类型 面－面接触和点－面接触支持以下自由度: 结构: UX, UY, UZ 结构/热: UX, UY, UZ, TEMP 热: TEMP 结构/热/电: UX, UY, UZ, TEMP，VOLT 热/电: TEMP ，VOLT 结构/电: UX, UY, UZ，VOLT 电: VOLT 磁: AZ(二维), MAG (三维) 点－点接触仅支持结构自由度. 接触综述...接触类型 面－面单元适合模拟任何形状的两个面之间的接触. 对于点－面接触和线－面接触，点－点单元和点－面单元更加适合. 面－面接触单元可传递表面高斯点间的压力. 面－面接触单元的优势也在于此基本技术. 其它类型的接触单元传递节点间的离散力. 接触综述...接触类型 面－面接触和点－面接触都采用接触对的概念，接触对由目标面和接触面组成。 接触单元就像皮肤一样铺设在有限元模型之上. 面－面接触单元直接使用接触面上的高斯点 点－面接触单元直接使用接触面上的节点（无高斯积分点） 接触面和目标面使用不同的单元类型. 接触对通过实常数来识别. 接触综述C.一般的分析过程 创建接触对: 首先创建除接触对外的有限元模型 制定接触面和目标面 制定接触单元属性 指定单元属性并创建目标面单元 指定单元属性并创建接触面单元 创建接触对的方式如下: 使用接触向导 在ANSYS GUI环境下手动对单元的keyoption选项,、实常数和材料属性进行定义 使用APDL命令 接触综述…一般的分析过程 指定接触面和目标面: 接触时的两个面一个为接触面，另外一个为目标面. 对于刚体－柔体接触，目标面总是刚体表面。对柔体－柔体接触，接触面和目标面都看成是可变形的柔体. 接触单元被限制不得穿透目标面. 但是，目标面可以穿透接触面. 由于存在以上限制，接触面和目标面的选择要遵循一定的准则, 这将在以下做详细阐述. 接触综述…一般的分析过程 指定接触面和目标面: 如果凸面与平面或凹面接触, 那么平面或凹面应该是目标面. 如果一个表面网格粗糙, 而另一个表面网格较细, 那么网格粗糙