第9讲_接触问题分析.ppt

* 决定接触状态和Pinba11区域 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。 STAT＝0未合的远区接触； STAT＝1未合的近区接触； STAT＝2滑动接触； STAT＝3粘合接触。 * 选择表面作用模式KEYOPT(12) 法向单边接触(KEYOPT(12)＝0 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KEYOPT(12)＝3 * 用超单元建立接触模型KEYOPT(3) 2D单元(CONTA171 、 CONTA172) 对3D单元(CONTA173，CONTA174) ·不使用超单元KETOPT(3)＝0 ·轴对称KEYOPT(3)＝1 ·平面应变或单位厚度的平面应力KEYOPT(3)＝2 ·需要厚度输调的平面应力KEYOPT(3)＝3 实常数的R2来指定厚度 ·使用H单元KEYOPT(3)＝0 ·使用超单元KEYOPT(3)＝1 * 考虑厚度影响 程序能够用KEYOPT(11)来考虑壳(2D和3D)和梁(2D)的厚度 KEYOPT(11)＝1时则考虑梁或壳的厚度， 从底面或顶面来计算接触距离 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 KETOPT(7)＝1 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 KETOPT(7)＝3 对下一个子步，预测一个最小的时间增量 * (三)、点－面接触分析 用点－面接触单元来模拟－个表面和－个节点的接触，另外，可以通过把表面指定为－组节点，从而用点－面接触来代表面－面的接触。 ANSYS程序的点－面接触单元允许下列非线性行为： ·有大变形的面－面接触分析： ·接触和分开； ·库仑摩擦滑动； ·热传递。 * 2．点－面接触分析的步骤 (1)建模，划分网格 (2)识别接触对 (3)生成接触单元 (4)设置单元关键字和实常数 (5)加上必要的边界条件 (6)定义求解选项 (7)求解 (8)查看结果 1．使用点－面的接触单元 这类接触单元，不需要预先知道确切的接触位置，接触面之间也不需要保持一致的网格，并且允许大的变形和大的相对滑动。 * (1)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 Command：CM GUI： Utility＞Select＞Comp／Assembly ＞create Component (2)识别接触对 应避免使用有中间节点的单元 仅在使用CONTA48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。 * (3)生成接触单元 NSEL，S，NODE… ！在接触面上选择一组节点 CM，CONTACT， NODE ！将所选节点生成组元“COMTACT” NSEL，S，NODE… ！在目标面上选择一组新节点 CM，TARGET，NODE ! 将所选节点生成组元“TARGET” NSEL，ALL GCGEN，CONTACT，TARGET GCGEN，TARGET，CONTACT Command：GCGEN GUI：Main menu＞Preprocessor＞Create＞Elements＞At Contact srf a.首先必须定义单元类型 b.定义接触单元的实常数 c.在对应的接触对之间生 成接触单元 每个不同的接触面应该有一个不同的实常数号 点一面的接触 CONTAC48(2D) CONTAC49(3D) * (4)设置单元关键字和实常数 KEYOPT(1)：选择正确的自由度(包含或不包括温度)； KEYOPT(2)：选择罚函数的方法或罚函数十拉格朗日方法； KEYOPT(3)：选择摩擦类型；无摩擦、弹性库仑摩擦或刚性库仑摩擦； KEYOPT(7)：选择接触时间步长预测控制。 CONTAC48 CONTAC49 单元关键字 实常数 KN－法向接触刚度； KT－粘合接触刚度； TOLN－最大的穿透容差； FACT－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； COND－接触传导率。 CONTAC48 CONTAC49 * (5)加上必要的边界条件 ·建模时，使接