ANSYS接触分析中文help

图5-14 接触面调整(PMIN，PMAX)

注意 --ANSYS程序独立地处理目标面上节点的自由度。例如：如果用户指定自由度 UX 值为“0”，那么沿着X方向就没有初始调查。然而，在 Y 和 Z 方向仍然会激活 PMAX 和 PMIN 选项。

初始状态调整是一个迭代过程，程序最多进行20次迭代。如果目标面不能进入可接受的穿透范围(即 PMIN，PMAX 范围)，程序将在原始几何实体上操作。这时程序会给出一个警告信息，用户可能需要调整用户的初始几何模型。 图5-15 给出了一个初始接触调整迭代失败的例子。目标面的 UY 被约束。因此，初始接触唯一容许的调整是在 X 方向，然而，在这个问题中，刚性目标面在 X 方向的任何运动都不会引起初始接触。

对于柔体-柔体接触，这种方法不仅移动整个目标面，还同时移动与目标面相连的整个柔体。请确保没有其他接触面或目标面与柔体相连。

图5-15 一个初始调整失败的例子

4、设置KEYOPT(9)=1来调整初始穿透或间隙，见 图5-16 。

图5-16 忽略初始穿透，KEYOPT(9)=1

真正的初始穿透包括两部分： 几何模型产生的穿透或间隙；

用户定义的接触面偏移(CNOF)产生的穿透或间隙； KEYOPT(9)提供下列功能：

包括由几何和接触面偏移产生的初始穿透，设置 KEYOPT(9)=0。这是缺

省。 忽略上面两者引起的初始穿透，设置KEYOPT(9)=1。在KEYOPT(12)=4或

5时，这一KEYOPT(9)=1，也将忽略间隙弹簧的初始力，这样，建立了一个初始的“理想的”接触面--在接触截面上没有初始力的作用。 为了包括定义的接触面偏移(CNOF)，但忽略由于几何模型引起的初始穿

透，设置KEYOPT(9)=3。在KEYOPT(12)=4或5时，这一KEYOPT(9)=3，也将忽略打开间隙弹簧的初始力，这样，建立了一个初始的“理想的”接触面--在接触截面上没有初始力的作用。 在某些情况下，例如过盈装配问题，期望有过度的穿透。如在第一个载荷步施加阶跃初始穿透，可能造成收敛困难。为了缓解收敛性困难，在第一个载荷步中设置渐变的初始穿透来克服。见 图5-17 。 下面的KEYOPT(9)设置用来提供渐变功能：

设置KEYOPT(9)=2，来渐变施加初始穿透(CNOF+由于几何模型造成的偏

移)。

设置KEYOPT(9)=4，来渐变施加接触面穿透，但忽略由于几何模型造成的

穿透。 对于上面两个 KEYOPT(9)设置，用户还应该设置 KBC ,0 ，并在第一个载荷步中不要给定任何其它外载荷。还要确保球形（Pinball）区域足够大以捕捉到初始过盈。

用户可以联合应用上面的技术。例如，用户可能希望设置十分精确的初始渗透或间隙，但有限元节点的初始坐标可能无法提供足够的精度。这时，可以：

应用 ICONT 来移动初始张开的接触点刚好碰到目标面。 应用 CNOF 来指定穿透（正值）或间隙(负值)。

应用 KEYOPT(9)=3 来在第一个子步求解初始穿透，或应用 KEYOPT(9)=4

来逐渐求解初始穿透。

图5-17 渐变初始过盈

在开始分析时，程序会给出每个目标面的初始接触状态的输出信息(输出窗口或输出文件中)，这个信息有助于决定每个目标面的最大穿透或最小间隙。 对于给定的目标面，如果没有发现接触，可能是目标面离接触面太远(超出了球形区域)，或者是接触/目标单元已经被杀死。 5.4.9.8 决定接触状态和球形区域。 Contact wizard>basic >pinball region

接触单元相对于其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 未闭合的远场接触 STAT=1 未闭合的近场接触 STAT=2 滑动接触 STAT=3 粘合接触

当目标面进入球形区域后，接触单元就被当作未闭合的近场接触，球形区域是以接触单元的积分点为中心的。使用实常数 PINB 来为球形区域指定一个比例因子(正值)，或其绝对值(负值)。缺省时，程序将球形区域定义为一个以“4*下层单元厚度(对于刚体-柔体接触)”或“2*下层单元厚度(对于柔体-柔体接触)”为半径的圆(对2-D问题)或球(对3-D问题)。

检查接触的计算时间依赖于球形区域的大小，远场接触单元计算简单，计算时间较少。近场接触计算(对于接近接触或实际接触的接触单元)较慢并且较复杂。当单元已经接触时，计算最为复杂。

如果刚性面有好几个凸形区域，为了克服伪接触定义，设置一个合适的球形区域是有用的。而对大多数问题，缺省值是合适的。 5.4.9.9 在自接触问题中避免伪接触

在一些对称接触问题(包含自接触)中，ANSYS可能错误地假设在十分接近的几何位置上的接触面和目标面之间的接触。在自接触问题的角点会发生这一问题。它可能是由单元的初始几何位置引起的，也可能在分析时通过变形而引起的。在二个面位于球形区域内，而且它们之间夹角小于90度时，会产生这一问题。在这种情况下，ANSYS程序认为发生了十分大的穿透。 图5-18 说明了这种情况。