ANSYS中的接觸分析教程.doc

ANSYS非線形分析指南 SIMU-ONLINE BBS 接觸分析一般的接觸分類(lèi)1ANSYS接觸能力2點(diǎn)點(diǎn)接觸單元2點(diǎn)面接觸單元2面面的接觸單元2執(zhí)行接觸分析3面面的接觸分析3接觸分析的步驟：3步驟1：建立模型，并劃分網(wǎng)格3步驟2：識(shí)別接觸對(duì)4步驟2：指定接觸面和目標(biāo)面3步驟4：定義剛性目標(biāo)面3步驟5：定義柔性體的接觸面5步驟6：設(shè)置實(shí)常數(shù)和單元關(guān)鍵字7步驟7：控制剛體目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)13步驟8：給變形體單元加必要的邊界條件14步驟9：定義求解和載荷步選項(xiàng)14第十步：檢查結(jié)果15點(diǎn)面接觸分析16點(diǎn)面接觸分析的步驟17點(diǎn)點(diǎn)的接觸22接觸分析實(shí)例（GUI方法）24非線性靜態(tài)實(shí)例分析（命令流方式）26接觸分析 接觸問(wèn)題是一種高度非線性行為，需要較大的計(jì)算資源，為了進(jìn)行實(shí)為有效的計(jì)算，理解問(wèn)題的特性和建立合理的模型是很重要的。 接觸問(wèn)題存在兩個(gè)較大的難點(diǎn)：其一，在你求解問(wèn)題之前，你不知道接觸區(qū)域，表面之間是接觸或分開(kāi)是未知的，突然變化的，這隨載荷、材料、邊界條件和其它因素而定；其二，大多的接觸問(wèn)題需要計(jì)算摩擦，有幾種摩擦和模型供你挑選，它們都是非線性的，摩擦使問(wèn)題的收斂性變得困難。一般的接觸分類(lèi) 接觸問(wèn)題分為兩種基本類(lèi)型：剛體柔體的接觸，半柔體柔體的接觸，在剛體柔體的接觸問(wèn)題中，接觸面的一個(gè)或多個(gè)被當(dāng)作剛體，（與它接觸的變形體相比，有大得多的剛度），一般情況下，一種軟材料和一種硬材料接觸時(shí)，問(wèn)題可以被假定為剛體柔體的接觸，許多金屬成形問(wèn)題歸為此類(lèi)接觸，另一類(lèi)，柔體柔體的接觸，是一種更普遍的類(lèi)型，在這種情況下，兩個(gè)接觸體都是變形體（有近似的剛度）。ANSYS接觸能力 ANSYS支持三種接觸方式：點(diǎn)點(diǎn)，點(diǎn)面，平面面，每種接觸方式使用的接觸單元適用于某類(lèi)問(wèn)題。 為了給接觸問(wèn)題建模，首先必須認(rèn)識(shí)到模型中的哪些部分可能會(huì)相互接觸，如果相互作用的其中之一是一點(diǎn)，模型的對(duì)立應(yīng)組元是一個(gè)結(jié)點(diǎn)。如果相互作用的其中之一是一個(gè)面，模型的對(duì)應(yīng)組元是單元，例如梁?jiǎn)卧?，殼單元或?qū)嶓w單元，有限元模型通過(guò)指定的接觸單元來(lái)識(shí)別可能的接觸匹對(duì)，接觸單元是覆蓋在分析模型接觸面之上的一層單元，至于ANSTS使用的接觸單元和使用它們的過(guò)程，下面分類(lèi)詳述。點(diǎn)點(diǎn)接觸單元 點(diǎn)點(diǎn)接觸單元主要用于模擬點(diǎn)點(diǎn)的接觸行為，為了使用點(diǎn)點(diǎn)的接觸單元，你需要預(yù)先知道接觸位置，這類(lèi)接觸問(wèn)題只能適用于接觸面之間有較小相對(duì)滑動(dòng)的情況（即使在幾何非線性情況下） 如果兩個(gè)面上的結(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，相對(duì)滑動(dòng)又以忽略不計(jì)，兩個(gè)面撓度（轉(zhuǎn)動(dòng)）保持小量，那么可以用點(diǎn)點(diǎn)的接觸單元來(lái)求解面面的接觸問(wèn)題，過(guò)盈裝配問(wèn)題是一個(gè)用點(diǎn)點(diǎn)的接觸單元來(lái)模擬面與的接觸問(wèn)題的典型例子。點(diǎn)面接觸單元 點(diǎn)面接觸單元主要用于給點(diǎn)面的接觸行為建模，例如兩根梁的相互接觸。 如果通過(guò)一組結(jié)點(diǎn)來(lái)定義接觸面，生成多個(gè)單元，那么可以通過(guò)點(diǎn)面的接觸單元來(lái)模擬面面的接觸問(wèn)題，面即可以是剛性體也可以是柔性體，這類(lèi)接觸問(wèn)題的一個(gè)典型例子是插頭到插座里。 使用這類(lèi)接觸單元，不需要預(yù)先知道確切的接觸位置，接觸面之間也不需要保持一致的網(wǎng)格，并且允許有大的變形和大的相對(duì)滑動(dòng)。 Contact48和Contact49都是點(diǎn)面的接觸單元，Contact26用來(lái)模擬柔性點(diǎn)剛性面的接觸，對(duì)有不連續(xù)的剛性面的問(wèn)題，不推薦采用Contact26因?yàn)榭赡軐?dǎo)致接觸的丟失，在這種情況下，Contact48通過(guò)使用偽單元算法能提供較好的建模能力。面面的接觸單元 ANSYS支持剛體柔體的面面的接觸單元，剛性面被當(dāng)作“目標(biāo)”面，分別用Targe169和Targe170來(lái)模擬2D和3D的“目標(biāo)”面，柔性體的表面被當(dāng)作“接觸”面，用Conta171,Conta172,Conta173,Conta174來(lái)模擬。一個(gè)目標(biāo)單元和一個(gè)接單元叫作一個(gè)“接觸對(duì)”程序通過(guò)一個(gè)共享的實(shí)常號(hào)來(lái)識(shí)別“接觸對(duì)”，為了建立一個(gè)“接觸對(duì)”給目標(biāo)單元和接觸單元指定相同的實(shí)常的號(hào)。 與點(diǎn)面接觸單元相比，面面接觸單元有好幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)， 支持低階和高階單元 支持有大滑動(dòng)和摩擦的大變形，協(xié)調(diào)剛度陣計(jì)算，單元提法不對(duì)稱(chēng)剛度陣 的選項(xiàng)。 提供工程目的采用的更好的接觸結(jié)果，例如法向壓力和摩擦應(yīng)力。 沒(méi)有剛體表面形狀的限制，剛體表面的光滑性不是必須允許有自然的或網(wǎng)格離散引起的表面不連續(xù)。 與點(diǎn)面接觸單元比，需要較多的接觸單元，因而造成需要較小的磁盤(pán)空間和CPU時(shí)間。 允許多種建?？刂?，例如： 綁定接觸 漸變初始滲透 目標(biāo)面自動(dòng)移動(dòng)到補(bǔ)始接觸 平移接觸面（老虎梁和單元的厚度） 支持死活單元 使用這些單元，能模擬直線（面）和曲線（面），通常用簡(jiǎn)單的幾何形狀例如圓、拋物線、球、圓錐、圓柱采模擬曲面，更復(fù)雜的剛體形狀能使用特殊的前處理技巧來(lái)建模。執(zhí)行接觸分析 不同的接觸分析類(lèi)型有不同的過(guò)程，下面分別討論面面的接觸分析 在涉及到兩個(gè)邊界的接觸問(wèn)題中，很自然把一個(gè)邊界作為“目標(biāo)”面而把另一個(gè)作為“接觸”面，對(duì)剛體柔體的接觸，“目標(biāo)”面總是剛性的，“接觸”面總是柔性面，這兩個(gè)面合起來(lái)叫作“接觸對(duì)”使用Targe169和Conta171或Conta172來(lái)定義2-D接觸對(duì)，使用Targe170和Conta173或Conta174來(lái)定義3-D接觸對(duì)，程序通過(guò)相同的實(shí)常收號(hào)來(lái)識(shí)別“接觸對(duì)”。接觸分析的步驟：執(zhí)行一個(gè)典型的面面接觸分析的基本步驟列示如下：1 建立模型，并劃分網(wǎng)格2 識(shí)別接觸對(duì)3 定義剛性目標(biāo)面4 定義柔性接觸面5 設(shè)置單元關(guān)鍵字和實(shí)常的6 定義控制剛性目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng)7 給定必須的邊界條件8 定義求解選項(xiàng)和載荷步9 求解接觸問(wèn)題10 查看結(jié)果步驟1：建立模型，并劃分網(wǎng)格在這一步中，你需要建立代表接觸體幾何形狀的實(shí)體模型。與其它分析過(guò)程一樣，設(shè)置單元類(lèi)型，實(shí)常的，材料特性。用恰當(dāng)?shù)膯卧?lèi)型給接觸體劃分網(wǎng)格。命令：AMESHVMESHGUI：Main MenuPreprocessormeshMapped3 or4 Sided Main MenuPneprocessormeshmapped4 or 6 sided步驟二：識(shí)別接觸對(duì)你必須認(rèn)識(shí)到，模型在變形期間哪些地方可能發(fā)生接觸，一是你已經(jīng)識(shí)別出潛在的接觸面，你應(yīng)該通過(guò)目標(biāo)單元和接觸單元來(lái)定義它們，目標(biāo)和接觸單元跟蹤變形階段的運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成一個(gè)接觸對(duì)的目標(biāo)單元和接觸單元通過(guò)共享的實(shí)常號(hào)聯(lián)系起來(lái)。接觸環(huán)（區(qū)域）可以任意定義，然而為了更有效的進(jìn)行計(jì)算（主要指CPU時(shí)間）你可能想定義更小的局部化的接觸環(huán)，但能保證它足以描述所需要的接觸行為，不同的接觸對(duì)必須通過(guò)不同的實(shí)常數(shù)號(hào)來(lái)定義（即使實(shí)常數(shù)號(hào)沒(méi)有變化）。由于幾何模型和潛在變形的多樣形，有時(shí)候一個(gè)接觸面的同一區(qū)域可能和多個(gè)目標(biāo)面產(chǎn)生接觸關(guān)系。在這種情況下，應(yīng)該定義多個(gè)接觸對(duì)（使用多組覆蓋層接觸單元）。每個(gè)接觸對(duì)有不同的實(shí)常數(shù)號(hào)。步驟三：定義剛性目標(biāo)面剛性目標(biāo)面可能是2D的或3D的。在2D情況下，剛性目標(biāo)面的形狀可以通過(guò)一系列直線、圓弧和拋物線來(lái)描述，所有這些都可以用TAPGE169來(lái)表示。另外，可以使用它們的任意組合來(lái)描述復(fù)雜的目標(biāo)面。在3D情況下，目標(biāo)面的形狀可以通過(guò)三角面，圓柱面，圓錐面和球面來(lái)推述，所有這些都可以用TAPGE170來(lái)表示，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的，任意形狀的目標(biāo)面，應(yīng)該使用三角面來(lái)給它建模。 控制結(jié)點(diǎn)（Pilot） 剛性目標(biāo)面可能會(huì)和“pilot結(jié)點(diǎn)“聯(lián)系起來(lái)，它實(shí)際上是一個(gè)只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)的單元，通過(guò)這個(gè)結(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以控制整個(gè)目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng)，因此可以把pilot結(jié)點(diǎn)作為剛性目標(biāo)的控制器。整個(gè)目標(biāo)面的受力和轉(zhuǎn)動(dòng)情況可以通過(guò)pilot結(jié)點(diǎn)表示出來(lái)，“pilot結(jié)點(diǎn)”可能是目標(biāo)單元中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)，也可能是一個(gè)任意位置的結(jié)點(diǎn)，只有當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)或力矩載荷時(shí)，“pilot結(jié)點(diǎn)”的位置才是重要的，如果你定義了“pilot結(jié)點(diǎn)”ANSYS程序只在“pilot結(jié)點(diǎn)”上檢查邊界條件，而忽略其它結(jié)點(diǎn)上的任何約束。 對(duì)于圓、圓柱、圓錐、和球的基本圖段，ANSYS總是使用條一個(gè)結(jié)點(diǎn)作為“pilot結(jié)點(diǎn)” 基本原型 你能夠使用基本幾形狀來(lái)模擬目標(biāo)面，例如：“圓、圓柱、圓錐、球。直線、拋物線、弧線、和三角形不被允許、雖然你不能把這些基本原型彼此合在一起，或者是把它們和其它的目標(biāo)形狀合在一起以便形成一個(gè)同一實(shí)常數(shù)號(hào)的復(fù)雜目標(biāo)面。但你可以給每個(gè)基本原型指定它自己的實(shí)常的號(hào)。 單元類(lèi)型和實(shí)常數(shù) 在生成目標(biāo)單元之前，首先必須定義單元類(lèi)型（TARG169或TARG170）。 命令：ET GUI:main menupreprocessorElement Type Add/Edit/Delete 隨后必須設(shè)置目標(biāo)單元的實(shí)常數(shù)。 命令:Real GUI:main mennpreprocessorreal constants 對(duì)TARGE169和TARGE170僅需設(shè)置實(shí)常數(shù)R1和R2，而只有在使用直接生成法建立目標(biāo)單元時(shí)，才需要從為指定實(shí)常數(shù)R1、R2，另外除了直接生成法，你也可以使用ANSYS網(wǎng)格劃分工具生成目標(biāo)單元，下面解釋這兩種方法。 使用直接生成法建立剛性目標(biāo)單元 為了直接生成目標(biāo)單元，使用下面的命令和菜單路徑。 命令：TSHAP GUI：main menupreprocessormodeling-createElementsElem Attributes 隨后指定單元形狀，可能的形狀有： straight line (2D) parabola (2-D) clockwise arc(2-D) counterclokwise arc (2-D) circle(2-D) Triangle (3-D) Cylinder (3-D) Cone (3-D) Sphere (3-D) Pilot node (2-D和3-D) 一旦你指定目標(biāo)單元形狀，所有以后生成的單元都將保持這個(gè)形狀，除非你指定另外一種形狀。 然后你就可以使用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS直接生成技術(shù)生成結(jié)點(diǎn)和單元。 命令：N E GUI：main menupnoprocessor modeling- create nodes main menupnoprocessor modeling- createElements 在建立單元之后，你可以通過(guò)列示單元來(lái)驗(yàn)證單元形狀 命令：ELIST GUI：utility menulistElementsNodes+Attributes 使用ANSYS網(wǎng)格劃分工具生成剛性目標(biāo)單元 你也可以使用標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS網(wǎng)格劃分功能讓程序自動(dòng)地生成目標(biāo)單元，ANSYS程序?qū)?huì)以實(shí)體模型為基礎(chǔ)生成合適的目標(biāo)單元形狀而忽略TSHAP命令的選項(xiàng)。 為了生成一個(gè)“PILOT結(jié)點(diǎn)”使用下面的命令或GUI路徑： 命令：Kmesh GUI：main menuproprocessormeshing-meshkeypoints 注意： KMESH總是生成“PILOT結(jié)點(diǎn)” 為了生成一個(gè)2D目標(biāo)單元，使用下面的命令和GUI路徑： ANSYS在每條直線上生成一條單一的線，在樣條曲線上生成拋物線部分，在每條圓弧和倒角上生成圓弧部分，如果所有的圓弧形成一個(gè)封閉的圓，ANSYS生成一個(gè)單一的圓段。 命令：LMESH GUI：main menupneprocessormesling-meshlines 為了生成3D的目標(biāo)單元，使用下面的命令或GUI路徑。 如果實(shí)體模型的表面部分形成了一個(gè)完整的球，圓柱或圓錐，那么ANSYS程序自動(dòng)生成一個(gè)基本的3D目標(biāo)單元，因?yàn)樯奢^少的單元，從而使你分析計(jì)算更有效率，對(duì)任意形狀的表面，應(yīng)該使用Amesh命令來(lái)生成目標(biāo)單元，在這種情況下，網(wǎng)格形狀的質(zhì)量不是重要的，而目標(biāo)單元的形狀是否能完成好的模擬剛性面的表面幾何形狀顯得更重要。 命令：AMESH GUI：main menupreprocessor-meshing-meshArea ANSYS在所有可能的面上推薦使用三角形的映射網(wǎng)格劃分，如果在表面的邊界上沒(méi)有曲率，則在網(wǎng)格劃分時(shí)，指定那條邊界分為一分，下面的命令或GUI路徑將盡可能的生成一個(gè)映射網(wǎng)格（如果不能進(jìn)行映射，它將生成自由網(wǎng)格） 命令：MSHKFY，2 GUI：main menupreprocessor-meshling-mesh-Ares-Target Surf 建模和網(wǎng)格劃分的注意點(diǎn)： 一個(gè)目標(biāo)面可能由兩個(gè)或多個(gè)面斷的區(qū)域組成，你應(yīng)該盡可能地通過(guò)定義多個(gè)目標(biāo)面來(lái)使接觸區(qū)域局部比（每個(gè)目標(biāo)面有一個(gè)不同的實(shí)常數(shù)號(hào)）剛性目標(biāo)面上由的離散能足夠指述出目標(biāo)面的形狀，過(guò)粗的網(wǎng)格離散可能導(dǎo)致收斂問(wèn)題。如果剛性面有一個(gè)實(shí)的凸角，求解大的滑動(dòng)問(wèn)題時(shí)很難獲得收斂結(jié)果，為了避免這些建模問(wèn)題，在實(shí)體模型上，使用線或面的倒角來(lái)使尖角光滑比，或者在曲率突然變化的區(qū)域使用更細(xì)的網(wǎng)格。 注意：不能使用鏡面對(duì)稱(chēng)技術(shù)（ARSYSM，LSYMM）來(lái)映射圓、圓柱、圓錐或球面到對(duì)稱(chēng)平面的另一邊，因?yàn)槊總€(gè)實(shí)常數(shù)的設(shè)置不能同時(shí)賦給多個(gè)基本原型段。 檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)面的接觸方向。 目標(biāo)面的結(jié)點(diǎn)號(hào)順序是重要的，因?yàn)樗x了接觸主向，對(duì)2D接觸問(wèn)題，當(dāng)沿著目標(biāo)線從第一個(gè)結(jié)點(diǎn)移向第二個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí)，變形體的接觸單元必須位于目標(biāo)面的右邊。 對(duì)3D接觸問(wèn)題，目標(biāo)三角形單元號(hào)應(yīng)該使剛性面的外法線方向指向接觸面，外法線通過(guò)右手原則來(lái)定義 為了檢查法線方向，顯示單元坐標(biāo)系 命令：/PSYMS，ESYS，1 GUI：Utility menuplotctrlssymbols 如果單元法向不指向接觸面，選擇單元反轉(zhuǎn)表面的法向的方向。 命令：ESURF，REVE GUI：main menupreprocossorcreateElementon free surf步驟4：定義柔性體的接觸面 為了定義柔性體的接觸面，必須使用接觸單元CONFA171或CONFA172（對(duì)2D）或CONTA173或CONTA174（對(duì)3D）來(lái)定義表面 程序通過(guò)組成變形體表面的接觸單元來(lái)定義接觸表面，接觸單元與下面覆蓋的變形體單元有同樣的幾何特性，接觸單元與下面覆蓋的變形體單元必須處于同一階次（低階或高階）下面的變形體單元可能是實(shí)體單元、殼單元、梁?jiǎn)卧虺瑔卧佑|面可能殼或梁?jiǎn)卧魏我贿叀?與目標(biāo)面單元一樣，你必須定義接觸面的單元類(lèi)型，然后選擇正確的實(shí)常數(shù)號(hào)（實(shí)常數(shù)號(hào)必須與它對(duì)應(yīng)目標(biāo)的實(shí)常數(shù)號(hào)相同）最后生成接觸單元。 單元類(lèi)型： 下面簡(jiǎn)單描述四種類(lèi)型的接觸單元 CONTA171：這是一種2D，2個(gè)結(jié)點(diǎn)的低附線單元，可能位于2D實(shí)體，殼或梁?jiǎn)卧谋砻?CONTA172：這是一個(gè)2D的，3結(jié)點(diǎn)的高階拋物線形單元，可能位于有中結(jié)點(diǎn)的2D實(shí)體或梁?jiǎn)卧谋砻?CONTA173：這是一個(gè)3D的，4結(jié)點(diǎn)的低階四邊形單元可能位于3D實(shí)體或殼單元的表面，它可能褪化成一個(gè)結(jié)點(diǎn)的三角形單元。 CONTA174：這是一個(gè)3D，8結(jié)點(diǎn)的高階四邊形單元，可能位于有中結(jié)點(diǎn)的3D實(shí)體或殼單元的表面，它可能褪化成6結(jié)點(diǎn)的三角形單元。 不能在高階柔性體單元的表面上分成低階接觸單元，反之也不行，不能在高階接觸單元上消去中結(jié)點(diǎn)。 命令：ET GUI：main menupreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete 實(shí)常數(shù)和材料特性 在定義了單元類(lèi)型之后，需要選擇正確的實(shí)常數(shù)的設(shè)置，每個(gè)接觸對(duì)的接觸面和目標(biāo)面必須有相同的實(shí)常數(shù)號(hào)，而每個(gè)接觸對(duì)必須有它自己不同的實(shí)常數(shù)號(hào)。 ANSYS使用下面柔性體單元的材料特性來(lái)計(jì)算一個(gè)合適的接觸（或罰）剛度，如果下面的單元是一個(gè)超單元。接觸單元的材料的設(shè)置必須與超單元形成時(shí)的原始結(jié)構(gòu)單元相同，生成接觸單元。 我們既可以通過(guò)直接生成法生成接觸單元，也可以在柔性體單元的外表面上自動(dòng)生成接觸單元，我們推薦采用自動(dòng)生成法，這種方法更為簡(jiǎn)單和可靠。 可以通過(guò)下面三個(gè)步驟來(lái)自動(dòng)生成接觸單元1、選擇結(jié)點(diǎn) 選擇已劃分網(wǎng)格的柔性體表面的結(jié)果，如果你確定某一部分結(jié)點(diǎn)永遠(yuǎn)不會(huì)接觸到目標(biāo)面，你可以忽略它以便減少計(jì)算時(shí)間，然而，你必須保證設(shè)有漏掉可能會(huì)接觸到目標(biāo)面的結(jié)點(diǎn)。 命令：NSEL GUI：main menupreprocessorcreateElementonfree surf2、 生成接觸單元 命令：ESURF GUI：main menupreprocessorcreateElementon free surf 如果接觸單元是附在已用實(shí)體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格的面或體上，程序會(huì)自動(dòng)決定接觸計(jì)算所需的外法向，如果下面的單元是梁或殼單元，則必須指明哪個(gè)表面（上表面或下表面）是接觸面 命令：ESURF，TOP OR BOTIOM GUI：main menupreprocessorcreateElementon free surf 使用上表面生成接觸單元，則它們的外法向與梁或殼單元的法向相同，使用下表面生成接觸單元，則它們的外法向與梁或殼單元的法向相反，如果下面的單元是實(shí)體單元，則TOP或BOTTOM選項(xiàng)不起作用 3、檢查接觸單元外法線的方向，當(dāng)程序進(jìn)行是否接觸的檢查時(shí)，接觸面的外法線方向是重要的，對(duì)3D單元，按結(jié)點(diǎn)程序號(hào)以右手定則來(lái)決定單元的外法向，接面的外法向應(yīng)該指向目標(biāo)面，否則，在開(kāi)始分析計(jì)算時(shí)，程序可能會(huì)認(rèn)為有面的過(guò)度滲透而很難找到初始解。在此情況下，程序一般會(huì)立即停止執(zhí)行，你可以檢查單元外法線方向是否正確。 命令：/PSYMB GUI：Utility menuplotctrlssymbols 當(dāng)發(fā)現(xiàn)單元的外法線方向不正確時(shí)，必須通過(guò)倒不正確單元的結(jié)點(diǎn)號(hào)來(lái)改變它們。 命令：ESURF，REVE GUI：main menupreprocossorCreateElements on free surf步驟5：設(shè)置實(shí)常數(shù)和單元關(guān)鍵字程序使用九個(gè)實(shí)常數(shù)和好幾個(gè)單元關(guān)鍵字來(lái)控制面面接觸單元的接觸行為。實(shí)常數(shù) 9個(gè)實(shí)常數(shù)中，兩個(gè)（R1和R2）用采定義目標(biāo)面單元的幾何形狀，乘下的7個(gè)用來(lái)控制接觸行為。 R1和R2定義目標(biāo)單元幾何形狀 FKN 定義法向接觸剛度因子 FTOLN 定義最大的滲透范圍 ICONT 定義初始靠近因子 PINB 定義“Pinball區(qū)域 PMIN和PMAX 定義初始滲透的容許范圍 TAUMAR 指定最大的接觸摩擦 命令：R GUI：main menu preprocessorreal constant 對(duì)實(shí)常數(shù)FKN，F(xiàn)TOLN，ICONT，PINB，PMAX，和PMIN，你既可以定義一個(gè)正值也可以定義一個(gè)負(fù)值，程序?qū)⒄底鳛楸壤蜃?，將?fù)值作為真實(shí)值，程序?qū)⑾旅娓采w原單元的厚度作為ICON，F(xiàn)TOLN，PINB，PMAX和PMIN的參考值，例如對(duì)ICON，0.1表明初始間隙因子是0.1*下面覆蓋層單元的厚度。然而，-0.1表明真實(shí)縫隙是0.1，如果下面覆蓋層單元是超單元，則將接觸單元的最小長(zhǎng)度作為厚度。 單元關(guān)鍵字 每種接觸單元都飯知好幾個(gè)關(guān)鍵字，對(duì)大多的接觸問(wèn)題缺省的關(guān)鍵字是合適的，而在某些情況下，可能需要改變?nèi)笔≈?，?lái)控制接觸行為。 接觸算法（罰函數(shù)+拉格郎日或罰函數(shù)）（KEYOPT（2） 出現(xiàn)超單元時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)（DEYOPT（3） 接觸方位點(diǎn)的位置 （KEYOPI（4） 剛度矩陣的選擇 （KEYOPT（6） 時(shí)間步長(zhǎng)控制 （KEYOPT（7） 初始滲透影響 （KEYOPT（9） 接觸表面情況 （KEYOPT（12） 命令：KEYOPT ET GUI：main menupreprocessorElemant TypeAdd/Edit/Delete 選擇接觸算法： 對(duì)面面的接觸單元，程序可以使用擴(kuò)增的拉格朗日算法或罰函數(shù)方法，通過(guò)使用單元關(guān)鍵字KETOPT（2）來(lái)指定。 擴(kuò)張的拉格朗日算法是為了找到精確的拉格朗日乘子而對(duì)罰函數(shù)修正項(xiàng)進(jìn)行反復(fù)迭代，與罰函數(shù)的方法相比，拉格朗日方法不易引起病態(tài)條件，對(duì)接觸剛度的靈敏度較小，然而，在有些分析中，擴(kuò)增的拉格朗日方法可能需要更多的迭代，特別是在變形后網(wǎng)格變得太扭曲時(shí)。 使用拉格朗日算法的同時(shí)應(yīng)使用實(shí)常數(shù)FTOLN FTOLN為搠格朗日算法指定容許的最大滲艉，如果程序發(fā)現(xiàn)滲透大于此值時(shí)，即使不平衡力和位移增量已經(jīng)滿足了收斂準(zhǔn)則，總的求解仍被當(dāng)作不收斂處理，F(xiàn)TLON的缺省值為0.1，你可以改變這個(gè)值，但要注意如果此值太小可能會(huì)造成太多的迭代次數(shù)或者不收斂。 決定接觸剛度 所有的接觸問(wèn)題都需要定義接觸剛度，兩個(gè)表面之間滲 量的大小取決了接觸剛度，過(guò)大的接觸剛度可能會(huì)引起總剛矩陣的病態(tài)，而造成收斂困難，一般來(lái)諮，應(yīng)該選取足夠大的接觸剛度以保證接觸滲透小到可以接受，但同時(shí)又應(yīng)該讓接觸剛度足夠小以使不會(huì)引起總剛矩陣的病態(tài)問(wèn)題而保證收斂性。 程序會(huì)根據(jù)變形體單元的材料特性來(lái)估計(jì)一個(gè)缺省的接觸剛度值，你能夠用實(shí)常數(shù)FKN來(lái)為接觸剛度指定一個(gè)比例因子或指定一個(gè)真正的值，比例因子一般在0.01和10之間，當(dāng)避免過(guò)多的迭代次數(shù)時(shí)，應(yīng)該盡量使?jié)B透到達(dá)極小值。 為了取得一個(gè)較好的接觸剛度值，又可需要一些經(jīng)驗(yàn)，你可以按下面的步驟過(guò)行。1、 開(kāi)始時(shí)取一個(gè)較低的值，低估些值要比高估些值好因?yàn)橛梢粋€(gè)較低的接觸剛度導(dǎo)致的滲透問(wèn)題要比 過(guò)高的接觸剛度導(dǎo)致的收斂性困難，要容易解決。2、 對(duì)前幾個(gè)子步進(jìn)行計(jì)算3、 檢查滲透量和每一子步中的平衡迭代次數(shù)，如果總體收斂困難是由過(guò)大的滲透引起的（而不是由不平衡力和位移增量引起的），那么可能低估了FKN的值或者是將FTOLN的值取得大小，如果總體的收斂困難是由于不平衡力和位移增量達(dá)到收斂值需要過(guò)多的迭代次數(shù)，而不是由于過(guò)大的滲透量，那么FKN的值可能被高估。4、 按需要調(diào)查FKN或FTOLN的值，重新分析。 選擇摩擦類(lèi)型。在基本的庫(kù)侖摩擦模型中，兩個(gè)接觸面在開(kāi)始相互滑動(dòng)之前，在它們的界面上會(huì)有達(dá)到某一大小的剪應(yīng)力產(chǎn)生，這種狀態(tài)則作粘合狀態(tài)（stick)庫(kù)侖摩擦模型定義了一個(gè)等效剪應(yīng)力。）一旦剪應(yīng)力超過(guò)此值后，兩個(gè)表面之間將開(kāi)始相互滑動(dòng)，這種狀態(tài)，叫作滑動(dòng)狀態(tài)（Sliding）粘合滑動(dòng)計(jì)算決定什么時(shí)候一個(gè)點(diǎn)從粘合狀態(tài)到滑動(dòng)狀態(tài)或從滑動(dòng)狀態(tài)變到粘合狀態(tài)，摩擦系數(shù)可以是任一非負(fù)值。程序缺省值為表面之間無(wú)摩擦，對(duì)rough或bonded接觸（KEYOPT（2）=1（或3），程序?qū)⒉还芙o定的MV值而認(rèn)為摩擦阻力無(wú)限大。程序提供了一個(gè)不管接觸壓力的故而人為指定最大等效剪應(yīng)力的選項(xiàng)，如果等效剪應(yīng)力達(dá)到此值時(shí)，滑動(dòng)發(fā)生?？磮D，41，為了指定接觸界面上最大許可剪應(yīng)力，設(shè)置常數(shù) TAUMAX（缺省為1.0E20），這種限制剪應(yīng)力的情況一般用于接觸壓力非常大的時(shí)候，以至于用庫(kù)侖理論計(jì)算出的界面剪應(yīng)力超過(guò)了材料的屈服極限。一對(duì)TAUMAX的一個(gè)合理高估為（是材料的mises屈服應(yīng)力）。 圖41 摩擦模式 對(duì)無(wú)摩擦rough和bonded接觸，接觸單元?jiǎng)偠染仃囀菍?duì)稱(chēng)的，而涉及到摩擦的接觸問(wèn)題產(chǎn)生一個(gè)不對(duì)稱(chēng)的剛度，而在每次迭代使用不對(duì)稱(chēng)的求解器比對(duì)稱(chēng)的求解器需要更多的計(jì)算時(shí)間，因此ANSYS程序采用對(duì)稱(chēng)化算法。通過(guò)采用這種算法大多的摩擦接觸問(wèn)題能夠使用對(duì)稱(chēng)系統(tǒng)的求解器來(lái)求解。如果摩擦應(yīng)力在整個(gè)位移范圍內(nèi)有相當(dāng)大的影響，并且摩擦應(yīng)力的大小高度依賴(lài)于求解過(guò)程。對(duì)剛度陣的任何對(duì)稱(chēng)近似都可能導(dǎo)致收斂性的降低，在這種情況下，選擇不對(duì)稱(chēng)求解選項(xiàng)（KEYOPT（6）=1）來(lái)改善收斂性。 選擇檢查接觸與否的位置接觸檢查點(diǎn)位于接觸單元的積分點(diǎn)上，在積分點(diǎn)上，接觸單元不滲透進(jìn)入目標(biāo)面，然而，目標(biāo)面能滲透進(jìn)入接觸面，看圖42。圖42 接觸檢查點(diǎn)位于高斯積分點(diǎn)上ANSYS面接觸單元使用GAUSS積分點(diǎn)作為缺省值，GAUSS積分點(diǎn)通常會(huì)比Newton-Cotes/robatto結(jié)點(diǎn)積分項(xiàng)產(chǎn)生更精確的結(jié)果，Newton-cotes/lobatto使用結(jié)點(diǎn)本身作為積分點(diǎn)，通過(guò)KEYOPT（4）來(lái)選擇，你想使用的方法，然而，使用結(jié)點(diǎn)本身作為積分點(diǎn)僅應(yīng)該用于角接觸問(wèn)題（看圖43）。圖43 接觸檢查點(diǎn)位于高斯結(jié)點(diǎn)上然而，使用結(jié)點(diǎn)作為接觸發(fā)現(xiàn)點(diǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致其它的收斂性問(wèn)題，例如“滑脫”（結(jié)點(diǎn)滑下目標(biāo)面的邊界）看圖44，對(duì)大多的點(diǎn)面的接觸問(wèn)題，我們推薦使用其它的點(diǎn)面的接觸單元，例如CONTA26、CONTA48和CONTA49。 圖44 結(jié)點(diǎn)滑脫調(diào)整初始接觸條件 在動(dòng)態(tài)分析中，剛體運(yùn)動(dòng)一般不會(huì)引起問(wèn)題，然而在靜力分析中，當(dāng)物體沒(méi)有足夠的約束時(shí)會(huì)產(chǎn)生剛體運(yùn)動(dòng)，有可能引起錯(cuò)誤而終止計(jì)算。 在僅僅通過(guò)接觸的出現(xiàn)來(lái)約束剛體運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須保證在初始幾何體中，接觸對(duì)是接觸的，換句話說(shuō)，你要建立模型以便接觸對(duì)是“剛好接觸”的，然而這樣作可能會(huì)遇到以下問(wèn)題： 剛體外形常常是復(fù)雜的，很難決定第一個(gè)接觸點(diǎn)發(fā)生在哪兒 既使實(shí)體模型是在初始接觸狀態(tài)，在網(wǎng)格劃分后余于數(shù)值舍入誤差；兩個(gè)面的單元網(wǎng)格之間也可能會(huì)產(chǎn)生小的縫隙。 接觸單元的積分點(diǎn)和目標(biāo)單元之間可能有小的縫隙。 同理，在目標(biāo)面和接觸面之間可能發(fā)生過(guò)大的初始滲透，在這種情況下，接觸單元可能會(huì)高估接觸力，導(dǎo)致不收斂或 民接觸面之間脫離開(kāi)接觸關(guān)系。定義初始接觸也許是建立接觸分析模型時(shí)最重要的方面，因此，程序提供了幾種方法來(lái)調(diào)整接觸對(duì)的初始接觸條件。 注意：下面的技巧可以在開(kāi)始分析時(shí)獨(dú)立執(zhí)行成幾個(gè)聯(lián)合起來(lái)執(zhí)行，它們是為了消除由于生成網(wǎng)格造成的數(shù)值舍入誤差而引起的小縫隙或滲透，而不是為了改正網(wǎng)格或幾何數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。1、 使用實(shí)常數(shù)ICONT來(lái)指定一個(gè)好的初始接觸環(huán)，初始接觸環(huán)是指沿著目標(biāo)面的“調(diào)整環(huán)”的深度，如果沒(méi)有人為指定ICONT的值，程序會(huì)根據(jù)幾何尺寸來(lái)給ICONT提供一個(gè)小值，同時(shí)輸出一個(gè)表時(shí)什么值被指定的警告信息，對(duì)ICONT一個(gè)正值表示相對(duì)于下面變形體單元厚度的比例因子，一個(gè)負(fù)值表示接觸環(huán)的真正值，任何落在“調(diào)整環(huán)”敬域內(nèi)的接觸檢查點(diǎn)被自動(dòng)移到目標(biāo)面上，（看圖45(a)）建議使用一個(gè)小的ICONT值否則，可能會(huì)發(fā)生大的不連續(xù)（看圖45(b)） 圖45 用ICON進(jìn)行接觸面的調(diào)整(a) 調(diào)整前(b) 調(diào)整后2、 使用實(shí)常數(shù)PMIN和PMAX來(lái)指定初始容許的滲透范圍，當(dāng)指定PMAX或PMIN后，在開(kāi)始分析時(shí)，程序會(huì)將目標(biāo)面移到初始接觸狀態(tài)，如果初始滲透大于PMAX，程序會(huì)調(diào)整目標(biāo)面的減少滲透，接觸狀態(tài)的初始調(diào)節(jié)僅僅通過(guò)平移來(lái)實(shí)現(xiàn)。 對(duì)給定載 或給定位移的剛性目標(biāo)面將會(huì)執(zhí)行初始接觸狀態(tài)的初始調(diào)節(jié)。同樣，對(duì)沒(méi)有指定邊界條件的目標(biāo)面也可以進(jìn)行初始接觸的調(diào)整。 當(dāng)目標(biāo)面上的節(jié)點(diǎn)，有給的零位移值時(shí)，使用PMAX和PMIN的初始調(diào)節(jié)將不會(huì)被執(zhí)行。 注意：ANSYS程序獨(dú)立地處理目標(biāo)面上節(jié)點(diǎn)的自由度，例如：如果你指定自中度UX值為“0”，那么，沿著X方向就沒(méi)有初始調(diào)查，然而，在Y和Z方向仍然會(huì)激活PMAX和PMIN選項(xiàng)。 初始狀態(tài)調(diào)整是一個(gè)迭代過(guò)程，程序最多進(jìn)行20次迭代，如果目標(biāo)面不能進(jìn)入可接受的滲透范圍，程序會(huì)給出一個(gè)警告信息，你可能需要調(diào)整你的初始幾何模型。圖46給出了一個(gè)初始接觸調(diào)整迭代失敗的例子。目標(biāo)面的UY被約束住。因此，初始接觸唯一容許的調(diào)整是在X方向，然而，在這個(gè)問(wèn)題中，剛性目標(biāo)面在X方向的任何運(yùn)動(dòng)都不會(huì)引起初始接觸。圖46 一個(gè)初始調(diào)整失敗的例子3、 設(shè)置KEYOPI（9）=1來(lái)消除初始滲透，看圖47。圖47 消除初始始滲透在某些情況下，例如過(guò)盈裝配問(wèn)題，期望有過(guò)度的滲，為了緩解收斂性困難，在第一個(gè)載荷步中設(shè)置KEYOTI（9）=2來(lái)使過(guò)度滲透漸進(jìn)到0，看圖48。當(dāng)使用這種方法時(shí)，在第一個(gè)載 步中不要給定其它任何載荷，也就是說(shuō)要保證載荷是漸進(jìn)的（KBC，0）圖48 漸進(jìn)初始滲透在開(kāi)始分析時(shí)，程序會(huì)給出每個(gè)目標(biāo)面的初始接觸狀態(tài)的輸出信息，（在輸出窗口或輸出文件中），這個(gè)信息有助于決定每個(gè)目標(biāo)面的最大滲透成最小間隙。對(duì)于給定的目標(biāo)面如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)接觸，可能是目標(biāo)面離接觸面太遠(yuǎn)（超出了Piaball區(qū)域或者是接觸/目標(biāo)單元已經(jīng)被殺死。決定接觸狀態(tài)和Pinball區(qū)域。 接觸單元相對(duì)于目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng)和位置決定了接觸單元的狀態(tài)；程序檢測(cè)每個(gè)接觸單元并給出一種狀態(tài) STAT=0 未合的遠(yuǎn)區(qū)接觸 STAT=1 未合的近區(qū)接觸 STAT=2 滑動(dòng)接觸 STAT=3 粘合接觸 當(dāng)目標(biāo)面進(jìn)入pinball區(qū)域后，接觸單元就被當(dāng)作未合上的近區(qū)域接觸，pinball區(qū)域是以接觸單元的積分點(diǎn)為中心的。使用實(shí)常數(shù)PINB來(lái)為pinball指定一個(gè)比例因子（正值）或其實(shí)值（負(fù)值），缺省時(shí)，程序?qū)inball區(qū)域定義為一個(gè)以4*變形體單元厚度為半徑的圓（對(duì)2-D問(wèn)題）或球（對(duì)3-D問(wèn)題）。 檢查接觸的計(jì)算時(shí)間依賴(lài)于pinball區(qū)域的大小，遠(yuǎn)區(qū)接觸單元的計(jì)算是簡(jiǎn)單的且計(jì)算時(shí)間較少，近區(qū)接觸計(jì)算將要接觸的接觸單元是較慢的,并是較復(fù)雜，當(dāng)單元已經(jīng)接觸時(shí)，計(jì)算最為復(fù)雜。 如果剛性面有好幾個(gè)凸形區(qū)域，為了克服偽接觸定義，設(shè)置一個(gè)合適的pinball區(qū)域是有用的，名而對(duì)大多數(shù)問(wèn)題，缺省值是合適的 選擇表面作用模式 通過(guò)設(shè)置kcyopt(12)來(lái)選擇下面的某種作用模式 法問(wèn)單邊接觸 (KEYOPT(12)=0) .粗糙接觸，用來(lái)模擬無(wú)滑動(dòng)的，表面相當(dāng)粗糙的摩擦接觸問(wèn)題，這種設(shè)置對(duì)應(yīng)于摩擦系數(shù)無(wú)限大（MU），因此用戶(hù)定義的摩擦系的（MU）被忽略KEYOPT（12）=1） .不分開(kāi)的接觸，用來(lái)模擬那種一是接觸就再不分開(kāi)的問(wèn)題，這種不分開(kāi)是指對(duì)法方接觸而言，允許有相對(duì)滑動(dòng)。（KEYOPT（12）=2） .綁定接觸 用來(lái)模擬那種接觸一是發(fā)生表面在所省方向都被綁定的問(wèn)題。一旦接觸就再也不能脫開(kāi)也不允許有相對(duì)滑動(dòng)（KEYOPT（12）=3） 用超單元建立接觸模型 面一面的接觸單元能模擬剛體和另一個(gè)有 的運(yùn)動(dòng)的線 單性體的接觸，而線 單性體又以體用超單元來(lái)建模，這大大降低了進(jìn)行接觸 代的自由度數(shù)，記住任荷接觸結(jié)定都必須是超單元的主自由度。 既然超單元僅僅由一組保留的結(jié)點(diǎn)自由度組成，它沒(méi)有用來(lái)定義接觸的表面幾何形狀，因此，必須在形成超單元之前在單元表面上 成接觸單元，來(lái)自超單元的信息包括結(jié)點(diǎn)連結(jié)和組合剛度，但是沒(méi)有材料特性和應(yīng)力狀態(tài)，（是否軸支稱(chēng)，平面應(yīng)力或平面應(yīng)變），一個(gè)限制是接觸單元的材料特性設(shè)置必須與形成超單元之前的原始單元的材料特性相同。 使用KEYOPT（3）來(lái)提供接觸分析的信息，對(duì)2D單元（CONTA171 CONTA172）關(guān)鍵字選項(xiàng)如下所示： .不使用超單元（KETOPT（3）=0） .軸對(duì)稱(chēng)（KEYOPT（3）=1） .平面應(yīng)變或單位厚度的平面應(yīng)力（KEYOPT（3）2） .需要厚度輸X的平面應(yīng)力（KEYOPT（3）=3），對(duì)這種情況使用實(shí)常數(shù)的R2來(lái)指定指定厚度 對(duì)3D單元（CONTA173，CONTA174）關(guān)鍵字選項(xiàng)如下示： 使用H單元（KETOPI（3）=0） 使用超單元（KEYOPI（3）=1） 考慮厚度影響 程序夠用KEYOPI（11）來(lái)考慮殼（2-D和3-D）和梁（2-D）的厚度缺省時(shí)，程序不考慮單元厚度，用或中面來(lái)表示它。當(dāng)設(shè)置KFTOPI（11）=1時(shí)則考慮梁或殼的厚度，從底面或頂面來(lái)計(jì)算接觸距離，建模時(shí)要考慮到厚度，記住剛性目標(biāo)面會(huì)向任一邊移動(dòng)，半個(gè)梁或殼單元的厚度，當(dāng)使用殼單元181號(hào)時(shí)，在變形期間厚度的變化也將被考慮。 使用時(shí)間步長(zhǎng)控制時(shí)間步長(zhǎng)控制是一個(gè)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)特征，這個(gè)特征預(yù)測(cè)什么時(shí)間接觸單元的狀態(tài)，將發(fā)生變化或者需要二分當(dāng)前的時(shí)間步長(zhǎng)，使用KEYOPT（7）來(lái)選擇下列四種行為之一來(lái)控制時(shí)間步長(zhǎng)。KEYOPT（7）=0時(shí)不提供控制，KEYOPT（7）=3提供最多的控制。 KEYOPI（7）=0，設(shè)有控制，時(shí)間步 的大小不受預(yù)測(cè)影響，當(dāng)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)被激活且允許一個(gè)很小的時(shí)間步長(zhǎng)時(shí)，這個(gè)設(shè)置是合適的。 KETOPI（7）=1如果一次迭代期間有太大的滲透發(fā)生或者接觸狀態(tài)突然變化，則進(jìn)行時(shí)間步長(zhǎng)二分。 KEYOPI（7）=2對(duì)下一個(gè)子步預(yù)測(cè)一個(gè)合理的時(shí)間增量 KETOPI（7）=3對(duì)下一個(gè)子步，預(yù)測(cè)一個(gè)最小的時(shí)間增量 使用死活單元選項(xiàng) 面面的接觸單元允許激活或殺死單元，能夠在分析的某一階段中殺死這個(gè)單元而在以后的階段再重新激活它，這個(gè)特征對(duì)于模擬復(fù)雜的金屬戍形過(guò)程是有用的、在此過(guò)程的不同分析階段有多個(gè)目標(biāo)需要和接觸面相互作用，回彈模擬常常需要在成形過(guò)程的后期移走剛性工具。步驟六： 控制剛性目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)。 按照物體的原始外形來(lái)建立的且整個(gè)表剛性目標(biāo)面是面的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)“pilot”結(jié)點(diǎn)上的給定來(lái)定義的，（如果沒(méi)有定義“pilot”結(jié)點(diǎn)，則通過(guò)剛性目標(biāo)面上的不同結(jié)點(diǎn)。）為了控制整個(gè)目標(biāo)面的運(yùn)動(dòng)，在下面的任何情況下都必須使用pilot結(jié)點(diǎn)。 目標(biāo)面上作用著給定的外力 目標(biāo)面發(fā)生旋轉(zhuǎn) 目標(biāo)面和其它單元相連（例結(jié)構(gòu)質(zhì)量單元） pilot結(jié)點(diǎn)的厚度代表著整個(gè)剛性面的運(yùn)動(dòng)，你可以在pilot結(jié)點(diǎn)上給定邊界條件（位移、初速度）集中載 轉(zhuǎn)動(dòng)等等，為了考慮剛體的質(zhì)量，在pilot結(jié)點(diǎn)上定義一個(gè)質(zhì)量單元。 當(dāng)使用pilot結(jié)點(diǎn)時(shí)，記住下面的幾點(diǎn)局限性 每個(gè)目標(biāo)面只能有一個(gè)“Pilot的結(jié)點(diǎn) .圓、圓錐、圓柱、球的第一個(gè)結(jié)點(diǎn)（結(jié)點(diǎn)工）是”pilot“結(jié)點(diǎn)，你不能另外定義或改變pilot結(jié)點(diǎn) .程序忽略不是lilot結(jié)點(diǎn)的所有其它結(jié)點(diǎn)上的邊 條件。 .只有“pilot”結(jié)點(diǎn)能與其它單元相連 .當(dāng)定義了“pilot”結(jié)點(diǎn)后，不能使用約束方程（CF）或結(jié)點(diǎn)來(lái)耦合（CP）來(lái)控制目標(biāo)面的自由度，如果你在剛性面上給定任意載荷或者約束，你必須定義“pilot”結(jié)點(diǎn)，是在pilot結(jié)點(diǎn)上加載，如果沒(méi)有使用“pilot”結(jié)點(diǎn)，則只能有剛體運(yùn)動(dòng)。 在每個(gè)載 步的開(kāi)始，程序檢查每個(gè)目標(biāo)面的邊界條件，如果下面的條件都滿足，那么程序?qū)⒛繕?biāo)面作為固定處理： 在目標(biāo)面結(jié)點(diǎn)上沒(méi)有明確定義邊界條件或給定力 .目標(biāo)面結(jié)點(diǎn)沒(méi)有和其它單元相連 .沒(méi)有目標(biāo)面結(jié)上使用約束方程或結(jié)點(diǎn)來(lái) 合 在每個(gè)載體步的末尾，程序?qū)?huì)放松被內(nèi)部設(shè)置的約束條件步驟7：給變形體單元加必要的邊界條件 現(xiàn)在可以按需要加上任你邊界條件。加載過(guò)程與其它的分析類(lèi)型相同步驟8：定義求解和載 步選項(xiàng) 接觸問(wèn)題的收斂性隨問(wèn)題不同而不同，下面列式了一些典型的在大多數(shù)面面的接觸分析中推薦使用的選項(xiàng) 時(shí)間步長(zhǎng)必須足夠 以描述適當(dāng)?shù)慕佑| 。如果時(shí)間步 太大，則接觸力的光滑傳遞會(huì)被破壞，設(shè)置精確時(shí)間步長(zhǎng)的可信賴(lài)的方法是打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)。 命令：Autots,on GUI：Main MenuSolution-load step opts-Time/FrequenceTime&Time step /Time& substeps .如果在迭代期間接觸狀態(tài)變化，可能發(fā)生不連續(xù)，為了避免收斂太慢，使用修改的剛度陣，將牛頓一拉普森選項(xiàng)設(shè)置成FULL 命令：NROPT,FULL,OFF GUI：Main MenuSolutionAnalysis options不要使用自下降因子，對(duì)面一面的問(wèn)題，自適應(yīng)下降因子通常不會(huì)提供任何幫助，因此我們建議關(guān)掉它。設(shè)置合理的平衡迭代次數(shù)，一個(gè)合理的平衡迭代次數(shù)通常在25和50之間命令：NEQITGUI：Main MenuSolution-load step opts-NonlinearEquilibriwm iter 因?yàn)榇蟮臅r(shí)間增量會(huì)使 代趨向于變得不穩(wěn)定，使用線性搜索選項(xiàng)來(lái)使計(jì)算穩(wěn)定化。命令：LNSRCHGUI：Main menusolution-load step opts-Nonlinearlins search 除非在大轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)態(tài)分析中，打開(kāi)時(shí)間步長(zhǎng)預(yù)測(cè)器選項(xiàng)命令：PREDGUI：main meansolarion-load step opis-nonlinearpredictor 在接觸分析中許多不收斂問(wèn)題是由于使用了太大的接觸剛度引起的，（實(shí)常數(shù)FKN）檢驗(yàn)是否使用了合適的接觸剛度。步驟九：求解 現(xiàn)在可以對(duì)接觸問(wèn)題進(jìn)行求解，求解過(guò)程與一般的非線問(wèn)題求解過(guò)程相同第十步：檢查結(jié)果 接觸分析的結(jié)果主要包括位移、應(yīng)力、應(yīng)變，支 ，和接觸信息（接觸壓力、滑動(dòng)等）你可以在一般的后處理器（post1）或時(shí)間歷程后處理器（post26）中查看結(jié)果。注意點(diǎn)：1. 為了在post1中查看結(jié)果，數(shù)據(jù)庫(kù)文件所包含的模型必須與用于求解的模型相同。2. 必須存在結(jié)果文件在post1中查看結(jié)果1. 從輸出文件中查看分析是否收斂。如果不收斂，你可能不想后處理，而更在乎為什么不收斂。如果已經(jīng)收斂，繼續(xù)后處理。2. 進(jìn)入post1如果你的模型不在當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)中，使用恢復(fù)命令（resume）來(lái)恢復(fù)它。命令：/post1GUI：main menuGeneral postproc3. 讀入所期望的載荷步和子步的結(jié)果，這可以通過(guò)載荷步和子步數(shù)也可以通過(guò)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。命令：SETGUI：main menugenerad postproc4. 使用下面的任何一個(gè)選項(xiàng)來(lái)顯示結(jié)果選項(xiàng)：顯示變形形狀態(tài)命令：PLDISPGUI：main menugeneral postprocplot resnlt deformed shape選項(xiàng)：等值顯示命令：PLNSOL PLESOLGUI：main menugeneral postprocplot resultcontour plot-noded solu 或 element和solu 使用這個(gè)選項(xiàng)來(lái)顯示應(yīng)力，應(yīng)變或其它項(xiàng)的等值圖，如果相鄰的單元有不同的材料行為（例如塑性或多彈性材料特性，不同的材料類(lèi)型，或不同的死活屬性）則在結(jié)果顯示時(shí)應(yīng)避免結(jié)點(diǎn)應(yīng)力平均錯(cuò)誤。 也可以將定的接觸信息用等值圖顯示出來(lái)，對(duì)2D接觸分析，模型用灰色表示，所要求顯示的項(xiàng)將沿著接觸單元存在的模型的邊界以梯型面積表示出來(lái)，對(duì)3D接觸分析，模型將用灰色表示，而要求的項(xiàng)在接觸單元存在的2D表面上等值顯示。 還可以等值顯示單元表的數(shù)據(jù)和線性化單元數(shù)據(jù)。命令：PLETAB PLLSGUI：main menugeneral postprocElement TablePlot Element Table main menu General PostprocPlot Results-Contour plot-line Elem Res選項(xiàng)：列表顯示命令：PRNSOL PRESOL PRRSOL PRETAB PRITER NSORT ESORT GUI：Main menuGeneral PostprocList ResultsNoded Solution Main menuGeneral PostprocLost ResultsElement Solution Main menuGeneral PostprocList ResultsReaction Solution 在列表顯示它們之前，可以用NSORT和ESORT來(lái)對(duì)它們進(jìn)行排序選項(xiàng)：動(dòng)畫(huà)