Ansys非線性接觸分析和設(shè)置

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1、Ansys非線性接觸分析和設(shè)置5.4.9設(shè)置實(shí)常數(shù)和單元關(guān)鍵選項(xiàng)程序使用20個(gè)實(shí)常數(shù)和數(shù)個(gè)單元關(guān)鍵選項(xiàng)，來(lái)控制面─面接觸單元的接觸。參見(jiàn)《ANSYSElementsReference》中對(duì)接觸單元的描述。5.4.9.1實(shí)常數(shù)在20個(gè)實(shí)常數(shù)中，兩個(gè)(R1和R2)用來(lái)定義目標(biāo)面單元的幾何形狀。剩下的用來(lái)控制接觸面單元。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?????是基于單元厚度的一個(gè)系數(shù)，用于計(jì)算允許的穿透。ICONT?????定義初始閉合因子。PINB?????定義“Pinball"

2、區(qū)域。PMIN和PMAX???定義初始穿透的容許范圍。TAUMAR??指定最大的接觸摩擦。CNOF??????指定施加于接觸面的正或負(fù)的偏移值。FKOP?????指定在接觸分開(kāi)時(shí)施加的剛度系數(shù)。FKT???????????指定切向接觸剛度。COHE??????制定滑動(dòng)抗力粘聚力。TCC???????????指定熱接觸傳導(dǎo)系數(shù)。FHTG??????指定摩擦耗散能量的熱轉(zhuǎn)換率。SBCT??????指定Stefan-Boltzman常數(shù)。RDVF??????指定輻射觀察系數(shù)。FWGT??????指定在接觸面和目標(biāo)面之間熱分布的權(quán)重系數(shù)。FA

3、CT???????靜摩擦系數(shù)和動(dòng)摩擦系數(shù)的比率。DC????????靜、動(dòng)摩擦衰減系數(shù)。命令：RGUI：mainmenu>preprocessor>realconstant對(duì)實(shí)常數(shù)FKN,FTOLN,ICONT,PINB,PMAX,PMIN,FKOP和FKT，用戶既可以定義一個(gè)正值，也可以定義一個(gè)負(fù)值。程序?qū)⒄底鳛楸壤蜃樱瑢⒇?fù)值作為絕對(duì)值。程序?qū)⑾路鼏卧暮穸茸鳛镮CON，F(xiàn)TOLN，PINB，PMAX和PMIN的參考值。例如ICON=0.1表明初始閉合因子是“0.1*下層單元的厚度”。然而，ICON=-0.1則表示真實(shí)調(diào)整帶是0

4、.1單位。如果下伏單元是超單元，則將接觸單元的最小長(zhǎng)度作為厚度。參見(jiàn)圖5-8。圖5-8下層單元的厚度在模型中，如果單元尺寸變化很大，而且在實(shí)常數(shù)如ICONT,FTOLN,PINB,PMAX,PMIN中應(yīng)用比例系數(shù)，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)閺谋壤禂?shù)得到的實(shí)際結(jié)果，取決于下層單元的厚度，這就可能引起大、小單元之間的重大變化。如果出現(xiàn)這一問(wèn)題，請(qǐng)用絕對(duì)值代替比例系數(shù)。TCC,FHTG,SBCT,RDVF和FWGT僅用于熱接觸分析[KEYOPT(1)=1]。5.4.9.2單元關(guān)鍵選項(xiàng)每種接觸單元都包括數(shù)個(gè)關(guān)鍵選項(xiàng)。對(duì)大多的接觸問(wèn)題，缺省的關(guān)鍵

5、選項(xiàng)是合適的。而在某些情況下，可能需要改變?nèi)笔≈?。下面是可以控制接觸行為的一些關(guān)鍵選項(xiàng)：自由度?????????????????????????KEYOPT(1)接觸算法(罰函數(shù)+拉格朗日乘子或罰函數(shù))??KEYOPT(2)存在超單元時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)(僅2D)???????KEYOPT(3)接觸檢測(cè)點(diǎn)的位置(僅低階接觸單元)??KEYOPT(4)CNOF自動(dòng)調(diào)整???????????????????????KEYOPT(5)時(shí)間步控制???????????????KEYOPT(7)偽接觸預(yù)防?????????????????????KEY

6、OPT(8)初始穿透或間隙的影響?KEYOPT(9)法向和切向接觸剛度修正方法控制?KEYOPT(10)殼的厚度影響?????????KEYOPT(11)接觸面行為(粗糙、綁定等)KEYOPT(12)命令：KEYOPTETGUI：mainmenu>preprocessor>ElemantType>Add/Edit/Delete5.4.9.3選擇接觸算法對(duì)面─面接觸單元，程序可以使用增進(jìn)的拉格朗日方法或罰函數(shù)方法。通過(guò)單元關(guān)鍵字KEYOPT(2)來(lái)指定。增進(jìn)的拉格朗日方法是為了找到精確的拉格朗日乘子（即接觸力），而對(duì)罰函數(shù)進(jìn)行一系列修正

7、迭代。與罰函數(shù)的方法相比，拉格朗日方法容易得到良態(tài)條件，對(duì)接觸剛度的敏感性較小。然而，在有些分析中，增進(jìn)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)。使用拉格朗日方法的同時(shí)應(yīng)使用實(shí)常數(shù)FTOLN。FTOLN為拉格朗日方法指定容許的最大穿透。如果程序發(fā)現(xiàn)穿透大于此值時(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。FTLON的缺省值為0.1。用戶可以改變這個(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。5.4.9.4確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)表面之間穿

8、透量的大小取決于接觸剛度。過(guò)大的接觸剛度可能會(huì)引起總剛矩陣的病態(tài)，從而造成收斂困難。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)該選取足夠大的接觸剛度以保證接觸穿透小到可以接受，但同時(shí)又應(yīng)該讓接觸剛度足夠小以不致引起總剛矩陣的病態(tài)而保證收斂性。ANSY