Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量
在Abaqus/Standard求解器中進行包含接觸分析的非線性問題時,經常會遇到各種各樣不收斂的問題,除了前面給大家介紹的基本概念以及分析技巧之外,今天再給大家分享一個技巧,通過設置接觸面之間的距離容差和過盈量,幫助Abaqus正確建立接觸關系,保證分析更容易收斂。
定義兩個接觸面的距離或過盈量主要有以下三種方法:
(一)根據模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數
如果不做特別的設置,Abaqus直接根據模型的尺寸位置來判斷從面和主面的距離,從而確定二者的接觸狀態,這就要求在建模時精確地定義接觸面的坐標。
模型的尺寸往往會存在數值誤差,所以一般應在定義接觸時設置一個位置誤差限度,用來來調整從面節點的初始坐標,其關鍵詞為:
圖1 指定主面和從面之間的調整距離
在定義綁定約束和接觸時,都需要適當地調整從面節點的初始坐標,以保證從面和主面之間建立正確的接觸關系。
(二)*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。此關鍵詞的使用方法為:
其中,參數<過盈量或間隙量 >為負值表示過盈量,正值表示間隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE類似于施加載荷,不能在initial分析步中對其進行定義,而只能在后續分析步中定義。
圖2 過盈設置
如果在分析結果中看到,使用 *CONTACT INTERFERENCE所定義的過盈接觸沒有在模型中起作用,則有可能是以下原因引起的:
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默認的幅值曲線Ramp(從1降至0),而要使用自定義的幅值曲線,使過盈接觸的幅值在整個分析步中從0到1逐漸增大。
●如果在Abaqus/CAE模型中兩個接觸面之間有寬度為t的縫隙,而事實上它們之間應該存在接觸關系,則關鍵詞 *CONTACT PAIR中的參數 ADJUST = <位置誤差限度 > 必須略大于此縫隙的寬度t,否則Abaqus會認為這兩個接觸面沒有接觸,*CONTACT INTERFERENCE 中的參數 <過盈量或間隙量 >不會起作用。
●參數<過盈量或間隙量 >為負值才表示過盈接觸,正值表示兩個面之間存在縫隙。
(三)*CLEARANCE
使用關鍵詞 *CLEARANCE 可以定義兩個接觸面之間的初始過盈量或間隙量,它只適用于小滑移(small sliding),并且不需要使用ADJUST參數來調整從面節點的位置。Abaqus /CAE不支持關鍵詞 *CLEARANCE,只能手工修改INP文件來添加此關鍵詞,其使用方法為:
如果過盈接觸是通過節點坐標或 *CLEARANCE來定義的,在分析的一開始全部過盈量就會被施加在模型上,而且無法在分析過程中改變過盈量的大小。如果此過盈量太大,Abaqus就可能無法達到收斂,而且即使減小時間增量步也無助于解決此問題。
文章來源:力學與abaqus仿真
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