ANSYS中接触分析教程.docx

一般的接触分类 2

ANSYS接触能力 2

点一点接触单元2

点—面接触单元2

面一面的接触单元3

执行接触解析……………3

面一面的接触解析3

接触解析的步骤：4

步骤1:建立模型，并划分网格 4

步骤2:鉴别接触对 4

步骤2:指定接触面和目标面4

步骤4:定义刚性目标面 5

步骤5:定义柔性体的接触面 8

步骤6:设置实常数和单元重点字 9

步骤7:控制刚体目标的运动 19

步骤8:给变形体单元加必要的边界条件 20

步骤9:定义求解和载荷步选项

20

第十步：检查结果 21

点一面接触解析 23

点一面接触解析的步骤 24

点一点的接触 32

接触解析实例(GUI方法) 35

非线性静态实例解析(命令流方式) 37

接触解析

接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进

行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。

接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题从前，你不知道接触地域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其余因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你精选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。

一般的接触分类

接触问题分为两种基本种类：刚体一柔体的接触，半柔体一柔体的接触，在刚体一柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被看作刚体， (与它接触的变形体相比，有大得多的刚度),一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体一柔体的接触，好多金属成形问题归为此类接触，另一类，柔体一柔体的接触，是一种更普遍

的种类，在这种情况下，两个接触体都是变形体(有近似的刚度)。

ANSYS接触能力

ANSYS支持三种接触方式：点一点，点一面，平面一面，每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。

为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，比方梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型经过指定的接触单元来鉴别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在解析模型接触面之上的一层单元，至

于ANSTS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。

点一点接触单元

点一点接触单元主要用于模拟点一点的接触行为，为了使用点一点的接触单元，你需要预先知道接触地址，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况(即便在几何非线性情况下)

如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度(转动)保持小量，那么可以用点一点的接触单元来求解面一面的接触问题，过盈装配问题是一个用点一点的接触单元来模拟面一与的接触问题的典型例子。

点一面接触单元

点一面接触单元主要用于给点一面的接触行为建模，比方两根梁的相互接触。

如果经过一组结点来定义接触面，生成多个单元，那么可以经过点一面的接触单元来模拟面一面的接触问题，面即可以是刚性体也可以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是插头到插座里。

使用这类接触单元，不需要预先知道确实的接触地址，接触面之间也不需要保持一致的网格，并且允许有大的变形和大的相对滑动。

Contact48和Contact49都是点一面的接触单元，Contact26用

来模拟柔性点一刚性面的接触，对有不连续的刚性面的问题，不介绍采用Contact26因为可能致使接触的扔掉，在这种情况下，Contact48经

过使用伪单元算法能提供较好的建模能力。

面一面的接触单元

ANSYS支持刚体一柔体的面一面的接触单元，刚性面被看作“目

标”面，分别用Targe169和Targe170来模拟2—D和3—D的“目标”

面，柔性体的表面被看作接触面，用

Conta171,Conta172,Conta173,Conta174来模拟。一个目标单元和一个

接单元叫作一个“接触对程序经过一个共享的实常号来鉴别“接

触对,为了建立一个接触对给目标单元和接触单元指定相同

的实常的号。

与点一面接触单元相比，面一面接触单元有好几项优点，

·支持低阶和高阶单元

·支拥有大滑动和摩擦的大变形，协调刚度阵计算，单元提法不

对称刚度阵的选项。

·提供工程目的采用的更好的接触结果，比方法向压力和摩擦应

力。

没有刚体表面形状的限制，刚体表面的圆滑性不是必须允许有

自然的或网格离散引起的表面不连续。

·与