本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關注的是在接觸分析方面二者的異同。

由于分析比較復雜，該比較分為兩篇來說明。上篇1是使用ABAQUS進行求解的過程，本篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結果將在本篇2中給出。

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1.問題描述

一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現在要求分析模型的受力狀態。

已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。

（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》，電子工業出版社，2012.6）

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2.分析思路

（1）本問題是一個靜力學問題，而且屬于一個平面應力問題，對于板使用平面應力單元，對于圓形薄片則使用剛體。

（2）該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設置為無摩擦的接觸。

（3）由于結構關于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進一步只取右半邊來分析。

 

3.步驟

（1）打開ANSYS WORKBENCH，創建靜力學分析模塊，并設置為2D分析類型。

（2）創建材料屬性，設置彈性模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3.

（3）創建幾何模型

（4）賦予材料屬性，長方形為上面創建的材料，圓形為剛性體，設置厚度為0.001m，與上篇一致。

（5）設置對稱約束，對稱的法線方向為X軸

（6）創建遠程點，創建遠程點是為下文施加載荷所用。遠程點關聯的幾何體選擇半圓面，位置坐標如下圖所示。

（7）設置接觸，接觸類型為無摩擦接觸，保持默認的接觸算法等設置。

（8）劃分網格，設置面網格尺寸為0.0015m，與上篇博文里的網格尺寸一致

（9）施加約束，對長方形下面的線進行固定約束。

（10）施加載荷，施加圓形剛性體豎直向下的集中載荷6KN，這時我們發現，載荷對象無法選擇剛性體，這就需要借助創建的創建遠程點，載荷類型選擇遠程力，設置如下圖。

（11）求解設置，打開大變形，其余保持默認設置。

（12）進行求解.

（13）求解完成后查看后處理，查看變形和應力，這時我們發現，雖然可以求解完成，但是半圓形剛性體的位移為2038.6m，產生了剛性位移，也就是說，半圓和長方形并沒有接觸上。接著將需要修改接觸設置，先修改接觸表面類型，設置為Adjust to touch，也就是允許調整模型的間隙到剛剛接觸，然后再次進行計算。

（14）查看變形，變形最大值為0.17534mm

（15）查看應力，應力最大值為902.81MPa

4.Abaqus與ANSYS的結果分析及討論

（1）從收斂上看，二者都能快速收斂；

（2）從結果上看，由上篇在ABAQUS中計算得出的應力為606.5MPa，而在ANSYS中得出的應力為902.81MPa，ANSYS計算的米塞斯應力是ABAQUS計算的米塞斯應力的1.5倍，這相對誤差是比較大的，至于哪個軟件計算的值更接近真實應力，此時無法比較，因為材料已經屈服，除非設置材料的塑性行為，且與實驗做比較才知道誰更接近真實值，有興趣的朋友可以對比下。

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【李祖吉】

來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。