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ansys接觸分析入門知識

時間:2010-01-29 23:58:38 來源:
在ansys中,有專門的接觸單元用于解決各種不同的接觸問題。
對于點對點接觸問題有二維點對點接觸單元CONTAC12、三維點對點接觸單元CONTAC52和CONTAC178。為了能夠使用這些點對點接觸單元,需要預先知道明確的接觸位置,即使在幾何非線性的情況下,接觸面之間也只能允許有較小的相對滑動。
對于面對點接觸問題,常用的有用來模擬柔性點對剛性面接觸單元CONTAC26、二維點對面接觸單元CONTAC48、三維點對面接觸單元CONTAC49、CONTAC175.這類接觸單元,不需要預先知道確切的接觸位置,二期接觸面之間也不需要保持一致的網格,同時允許有大的變形和相對滑動。
對于面對面接觸問題,有二維2節點的低階線接觸單元CONTAC171、3節點的高階拋物線接觸單元CONTAC172、三維4節點的締結四邊形接觸單元CONTAC173、8節點的高階四邊形接觸單元CONTAC174.由于面跟面之間的相互接觸,有一個目標面和接觸面的問題,因此使用這些接觸單元必須同時使用配對單元(用來模擬目標面和目標單元)。同CONTAC171和CONTAC172配對的是二維目標單元TARGET169,同CONTAC173和CONTAC174配對的是三維目標單元TARGET170.面對面單元比點對面單元具有更好的性能、對接觸的位置、范圍要求更寬,但是接觸的求解結果卻更好。
三大類接觸單元的使用并不是限制的很死,只要對問題的本質理解清楚,就能靈活運用。比如兩個面上的節點一一對應,相對滑動又可忽略不計,兩個面的撓度、轉動保持小量,那么就可以用點對點接觸單元來模擬面對面的接觸問題。又如能通過一組節點來定義接觸面,生成多個單元,那么就可以用點對面的對接觸單元來模擬面對面的接觸問題。
接觸單元就像皮膚一樣覆蓋在下面的有限元模型上,會自動跟蹤整個變形過程。
對于點對點的接觸情況,只要對節點賦予點對點接觸單元即可。對于點對面或面對面接觸情況,還涉及到選取目標面的問題。
下面介紹指導性原則。
對于點對面有:
1)        如果一個面的接觸部分四平的或凹的,另一個面的接觸部分是尖的或凸的,則平凹  面是目標面。
2)        如果兩個面都是平的,則任意選擇
3)        如果兩個面都是凸的,則較平的的面作為目標面。
4)        如果一個接觸部分有尖邊,另一個沒有,則有尖邊的面作為目標面。
對于面對面有:
1)        如果一個凸面與一個平面或凹面接觸,平面或凹面是目標面;
2)        如果一個面比另一個面硬,則較硬的面應該為目標面;
3)        如果一個面比另一個面大,則較大的面應該為目標面;
4)        如果一個面上的網格比較粗,另一個面的網格較細,則較粗的面應該是目標面;
5)        如果一個面是高階,另一個面是低階,低階面應該是目標面。
在分析的時候,一般需要定義一個微小的位移或者載荷保證收斂性。