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ansys接觸分析入門知識(shí)

時(shí)間:2010-01-29 23:58:38 來(lái)源:
在ansys中,有專門的接觸單元用于解決各種不同的接觸問(wèn)題。
對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸問(wèn)題有二維點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸單元CONTAC12、三維點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸單元CONTAC52和CONTAC178。為了能夠使用這些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸單元,需要預(yù)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(duì)滑動(dòng)。
對(duì)于面對(duì)點(diǎn)接觸問(wèn)題,常用的有用來(lái)模擬柔性點(diǎn)對(duì)剛性面接觸單元CONTAC26、二維點(diǎn)對(duì)面接觸單元CONTAC48、三維點(diǎn)對(duì)面接觸單元CONTAC49、CONTAC175.這類接觸單元,不需要預(yù)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(wǎng)格,同時(shí)允許有大的變形和相對(duì)滑動(dòng)。
對(duì)于面對(duì)面接觸問(wèn)題,有二維2節(jié)點(diǎn)的低階線接觸單元CONTAC171、3節(jié)點(diǎn)的高階拋物線接觸單元CONTAC172、三維4節(jié)點(diǎn)的締結(jié)四邊形接觸單元CONTAC173、8節(jié)點(diǎn)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(gè)目標(biāo)面和接觸面的問(wèn)題,因此使用這些接觸單元必須同時(shí)使用配對(duì)單元(用來(lái)模擬目標(biāo)面和目標(biāo)單元)。同CONTAC171和CONTAC172配對(duì)的是二維目標(biāo)單元TARGET169,同CONTAC173和CONTAC174配對(duì)的是三維目標(biāo)單元TARGET170.面對(duì)面單元比點(diǎn)對(duì)面單元具有更好的性能、對(duì)接觸的位置、范圍要求更寬,但是接觸的求解結(jié)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(duì)問(wèn)題的本質(zhì)理解清楚,就能靈活運(yùn)用。比如兩個(gè)面上的節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),相對(duì)滑動(dòng)又可忽略不計(jì),兩個(gè)面的撓度、轉(zhuǎn)動(dòng)保持小量,那么就可以用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸單元來(lái)模擬面對(duì)面的接觸問(wèn)題。又如能通過(guò)一組節(jié)點(diǎn)來(lái)定義接觸面,生成多個(gè)單元,那么就可以用點(diǎn)對(duì)面的對(duì)接觸單元來(lái)模擬面對(duì)面的接觸問(wèn)題。
接觸單元就像皮膚一樣覆蓋在下面的有限元模型上,會(huì)自動(dòng)跟蹤整個(gè)變形過(guò)程。
對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的接觸情況,只要對(duì)節(jié)點(diǎn)賦予點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接觸單元即可。對(duì)于點(diǎn)對(duì)面或面對(duì)面接觸情況,還涉及到選取目標(biāo)面的問(wèn)題。
下面介紹指導(dǎo)性原則。
對(duì)于點(diǎn)對(duì)面有:
1)        如果一個(gè)面的接觸部分四平的或凹的,另一個(gè)面的接觸部分是尖的或凸的,則平凹  面是目標(biāo)面。
2)        如果兩個(gè)面都是平的,則任意選擇
3)        如果兩個(gè)面都是凸的,則較平的的面作為目標(biāo)面。
4)        如果一個(gè)接觸部分有尖邊,另一個(gè)沒(méi)有,則有尖邊的面作為目標(biāo)面。
對(duì)于面對(duì)面有:
1)        如果一個(gè)凸面與一個(gè)平面或凹面接觸,平面或凹面是目標(biāo)面;
2)        如果一個(gè)面比另一個(gè)面硬,則較硬的面應(yīng)該為目標(biāo)面;
3)        如果一個(gè)面比另一個(gè)面大,則較大的面應(yīng)該為目標(biāo)面;
4)        如果一個(gè)面上的網(wǎng)格比較粗,另一個(gè)面的網(wǎng)格較細(xì),則較粗的面應(yīng)該是目標(biāo)面;
5)        如果一個(gè)面是高階,另一個(gè)面是低階,低階面應(yīng)該是目標(biāo)面。
在分析的時(shí)候,一般需要定義一個(gè)微小的位移或者載荷保證收斂性。