有限元基礎(chǔ)-接觸非線性4

系列回顧
<接觸非線性1>-接觸算法
<接觸非線性2>-接觸類型
<接觸非線性3>-接觸面的選擇

有限元基礎(chǔ)-接觸非線性4的圖1

接觸行為。

當(dāng)接觸行為設(shè)置為Program Controlled 時(shí)求解器會(huì)根據(jù)具體的情況按照如下設(shè)置:
對(duì)于柔柔接觸將被設(shè)置為Auto Asymmetric(自動(dòng)非對(duì)稱) ;
對(duì)于剛?cè)峤佑|將會(huì)被設(shè)置為Asymmetric(非對(duì)稱) ;
對(duì)于柔柔接觸的體被設(shè)置了Nonlinear Adaptive  Region(非線性自適應(yīng)域)將被設(shè)置為Symmetric 對(duì)稱)。

 當(dāng)接觸的物體可以明顯區(qū)分為接觸體和目標(biāo)體時(shí),定義接觸行為為非對(duì)稱接觸,比如剛?cè)峤佑|,根據(jù)上一篇文章選擇接觸面和目標(biāo)面的原則,一般將剛體設(shè)置為目標(biāo)體,所以此時(shí)定義為非對(duì)稱接觸行為;當(dāng)接觸物體很難區(qū)分接觸體和目標(biāo)體時(shí),任一面都可以設(shè)置為接觸體或目標(biāo)體,或者自接觸時(shí),那么可以設(shè)置為對(duì)稱接觸行為,對(duì)稱接觸行為是接觸的兩個(gè)面既是接觸面又是目標(biāo)面,但是該種設(shè)置計(jì)算時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)。

修剪接觸。

修剪接觸的設(shè)置是通過縮減傳遞到求解器的接觸單元的數(shù)量來提高收斂的效率。默認(rèn)設(shè)置下被設(shè)置為Program Controlled ,軟件采用自動(dòng)算法進(jìn)行控制,一般會(huì)選擇修剪,但是手動(dòng)設(shè)置接觸條件時(shí)會(huì)不進(jìn)行修剪;當(dāng)修剪設(shè)置為on時(shí),軟件會(huì)檢查輸入文件中源面單元和目標(biāo)面單元之間的距離,在容差范圍內(nèi)源面單元和目標(biāo)面單元才會(huì)寫入文件進(jìn)行求解,否則不寫入求解文件;當(dāng)修剪接觸設(shè)置為off時(shí),不進(jìn)行接觸修剪。

當(dāng)設(shè)置為on時(shí)需要同時(shí)設(shè)置修剪容差,以下圖(來自ANSYS help)接觸為例進(jìn)行說明,由于目標(biāo)面明顯大于接觸面的面積,所以對(duì)目標(biāo)面進(jìn)行修剪可以一定程度縮減參與接觸計(jì)算的單元數(shù)量,假如設(shè)置修剪容差為10mm,為方便觀察單元尺寸為5mm,在接觸面邊緣的單元為中心將形成虛線框的區(qū)域,區(qū)域面積是以單元邊緣往四周分別擴(kuò)10mm,形成正方形區(qū)域,然后檢查兩邊的單元,檢查的方式是同樣以該單元為中心形成一個(gè)基于接觸容差值的方框,當(dāng)這個(gè)方框與虛線方框有重疊時(shí)該單元被排除在接觸計(jì)算之外,例如圖中的TE2單元形成的方框與虛線方框沒有重疊,那么TE2單元參與接觸計(jì)算,而TE4單元形成的方框與虛線方框有重疊,那么TE4單元將會(huì)被排除在接觸計(jì)算之外。

有限元基礎(chǔ)-接觸非線性4的圖2

有限元基礎(chǔ)-接觸非線性4的圖3

大部分情況下修剪接觸都會(huì)選擇默認(rèn)設(shè)置即可,存在大撓度變形或滑移時(shí)最好關(guān)閉修剪接觸,或手動(dòng)設(shè)置較大的容差,避免出現(xiàn)穿透現(xiàn)象。

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