在Abaqus/Standard求解器中進(jìn)行包含接觸分析的非線性問題時(shí)，經(jīng)常會(huì)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(gè)技巧，通過設(shè)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(guān)系，保證分析更容易收斂。

定義兩個(gè)接觸面的距離或過盈量主要有以下三種方法：

（一）根據(jù)模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數(shù)

如果不做特別的設(shè)置，Abaqus直接根據(jù)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(tài)，這就要求在建模時(shí)精確地定義接觸面的坐標(biāo)。

模型的尺寸往往會(huì)存在數(shù)值誤差，所以一般應(yīng)在定義接觸時(shí)設(shè)置一個(gè)位置誤差限度，用來來調(diào)整從面節(jié)點(diǎn)的初始坐標(biāo)，其關(guān)鍵詞為：

*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >

<從面名稱 >，<主面名稱 >

其中 < 位置誤差限度 >的含義為：如果從面節(jié)點(diǎn)與主面的距離小于此限度，Abaqus將調(diào)整這些節(jié)點(diǎn)的初始坐標(biāo)，使其與主面的距離為0。

Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，在Edit Interaction對(duì)話框中選中Specify tolerance for adjustment zone，在其后輸入位置誤差限度的值。該值根據(jù)模型尺寸由用戶自行定義，我通常取值為0.01.如圖1所示：

圖1  指定主面和從面之間的調(diào)整距離

在定義綁定約束和接觸時(shí)，都需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整從面節(jié)點(diǎn)的初始坐標(biāo)，以保證從面和主面之間建立正確的接觸關(guān)系。

（二）*CONTACT INTERFERENCE

 *CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。此關(guān)鍵詞的使用方法為：

*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >

<從面名稱 >，<主面名稱 >

……

*AMPLITUDE，NAME = <幅值曲線的名稱 >

……

*STEP

……

*CONTACT INTERFERENCE，AMPLITUDE = <幅值曲線的名稱 >

<從面名稱 >，<主面名稱 >，<過盈量或間隙量 >

……

*END STEP  

其中，參數(shù)<過盈量或間隙量 >為負(fù)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(duì)其進(jìn)行定義，而只能在后續(xù)分析步中定義。

☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，點(diǎn)擊Edit Interaction對(duì)話框底部的Interference fit，如圖2所示： 

圖2  過盈設(shè)置

如果在分析結(jié)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(rèn)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(gè)分析步中從0到1逐漸增大。

●如果在Abaqus/CAE模型中兩個(gè)接觸面之間有寬度為t的縫隙，而事實(shí)上它們之間應(yīng)該存在接觸關(guān)系，則關(guān)鍵詞 *CONTACT PAIR中的參數(shù) ADJUST = <位置誤差限度 > 必須略大于此縫隙的寬度t，否則Abaqus會(huì)認(rèn)為這兩個(gè)接觸面沒有接觸，*CONTACT INTERFERENCE 中的參數(shù) <過盈量或間隙量 >不會(huì)起作用。

●參數(shù)<過盈量或間隙量 >為負(fù)值才表示過盈接觸，正值表示兩個(gè)面之間存在縫隙。

（三）*CLEARANCE

使用關(guān)鍵詞 *CLEARANCE 可以定義兩個(gè)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(shù)來調(diào)整從面節(jié)點(diǎn)的位置。Abaqus /CAE不支持關(guān)鍵詞 *CLEARANCE，只能手工修改INP文件來添加此關(guān)鍵詞，其使用方法為：

*CONTACT PAIR, INTERACTION=<接觸屬性的名稱 >, SMALL SLIDING

<從面名稱 >，<主面名稱 >

……

*CLEARANCE, SLAVE=< 從面名稱>, MASTER=<主面名稱>, VALUE=<過盈量或間隙量>

如果過盈接觸是通過節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)或 *CLEARANCE來定義的，在分析的一開始全部過盈量就會(huì)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(dá)到收斂，而且即使減小時(shí)間增量步也無助于解決此問題。

文章來源： 力學(xué)與Abaqus仿真