一 液壓滲透載荷Fluid-Pressure-Penetration

主要用于氣液密封中，模擬隨著接觸狀態改變，氣液壓力對結構的作用力變化。氣液密封的時候，密封性能取決于密封圈的接觸壓力。即當施加氣液壓力越來越大時，接觸壓力不足以抵抗，接觸狀態和氣液壓分布均會改變，

在ANSYS中ramped施加壓力載荷，ANSYS通過SFE命令（SFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4），將氣液壓力施加在接觸單元上，可以模擬這一過程。

當施加壓力大于接觸壓力時，接觸狀態打開，打開部分受力為氣液壓力。

當施加壓力小于接觸壓力時，接觸狀態仍為接觸，接觸壓力保持不變，氣液壓力載荷為0。

施加過程：選取接觸單元。輸入命令

sfe,all,1,pres, ,5            !設定接觸單元上施加5的壓力

 

二 定義液壓滲透載荷的起點

液壓滲透載荷按加載路徑擴展。在迭代開始時，程序會自動尋找起始點，結合實際的接觸狀態確定液壓加載點。從起始點施加載荷，一直到實際接觸部分。而液壓滲透載荷不能越過接觸部分，到另一端，模擬密封情況。

有時候得手動定義加載起始點。

sfe,all,2,pres,,-1   !選中所有接觸單元，-1表示刪除其默認起點

sfe,all,2,pres,,1    !選中起點附近的接觸單元，1表示定義起點。

三 兩個控制收斂的措施

此類分析涉及接觸非線性，材料非線性，需要控制收斂，在不收斂時可以嘗試下述兩個方法，

1． 牛頓非對稱選項

(NROPT,UNSYM): 每一次迭代都更新剛度矩陣，有利于收斂，而且是使用非對陣剛度矩陣?？捎糜谝韵聢龊?。

A 壓潰分析。

B 非對稱材料，就是用TB命令定義的材料。

C 接觸分析，非對稱的剛度矩陣能夠擬合切向法向剛度。

非對稱Newton-Raphson算法耗時長，先采用對稱算法，如果不收斂，再采用非對稱選項。

后續對此算法進行數學上的分析。

 

2．Stabilize Factor

當摩擦接觸時，摩擦力不夠時可能會導致剛體位移，導致壓力載荷步很小，然而位移很大，無法收斂。此時可以定義Stabilize Factor。提供一個阻尼，防止剛體位移發生。如：

STABILIZE, CONSTANT, ENERGY, 0.01,ANYTIME

類似Weak Spring，需要注意因此產生的能量必須足夠小，不能對最終結果產生影響。Ansys給出案例中，stabilization energy是應變能的1/3認為可行。所以應該多次嘗試耗散率數值，確保stabilization energy盡可能小。