本人原創，原文首發于個人公眾號：贏仿設計(二維碼在文末)。

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目前常見的ANSYS Workbench接觸教程里，當接觸對幾何包含尖角時，通常建議對尖角倒圓。最近筆者在解決2個分析實例時，發現通過網格和接觸屬性的合理設置，尖角同樣可以收斂。

(一)  接觸發生后幾何不再分離。

1.     問題描述

幾何建模如圖，在Design Modeler內生成2個面體。

Engineering data中添加材料：軟件材料庫自帶的非線性鋁合金(Aluminum Alloy NL)。設置分析類型為2D。

2. 分析設置

建立static structural任務后進入分析頁面，圓形面體材料設為軟件自帶structural steel，方形面體材料設為Aluminum Alloy NL。建立摩擦接觸，contact為方形面體的上部和左側的2條邊，target為圓形面體的外圓邊，摩擦系數0.2，其它所有接觸設置為默認。

不添加任何網格設置，按默認狀態生成網格(默認單元尺寸為10.522mm)：

3.  邊界條件和求解

Analysis setting中打開自動時間步，初始子步100，最小子步10，最大子步1000。打開大變形。圓形面體的外圓周邊設為fixed support，方形面體的底板邊設為displacement：X向-100mm，Y向0。

開始求解，772步后收斂：

變形動畫：

4. 圓形面體幾何更改

試著增加問題難度。進入Design modeler，利用主菜單concept下的spit edge把圓形面體的外圓邊變為上下等分的2個半圓邊:

回到分析頁面，幾何更新后，圓形面體材料改為Aluminum Alloy NL，接觸的target改為圓形面體的底部半圓邊:

網格不變。邊界條件里，圓形面體的頂部半圓邊設為fixed support，其余不變。開始求解后，125步后不收斂(時間為0.3178秒)。

查看Newton-Raphson殘余力，發現尖角處為最大值。此時懷疑尖角導致不收斂。

5.  長方形面體幾何更改

在Design Modeler內，對長方形面體要發生接觸的尖角倒圓(R3):

接觸設置里contact加入生成的圓角邊：

然而重新計算后依然在0.3178秒時不收斂，Newton-Raphson殘余力如圖：

即使加密網格(默認單元尺寸為1mm)，重新計算后依然在0.3178秒時不收斂：

6. 長方形面體幾何不更改

前面增加的圓角抑制，網格使用默認單元尺寸，接觸的contact自動更新為2條直邊，更改接觸的設置如下：

再次求解，461步后收斂：

變形動畫：

7. 局部加密網格，接觸設置不改

保持接觸設置為默認，方形面體頂部和左側的邊網格加密如下(edge sizing單元尺寸取6mm):

計算也可以收斂，但需要943步：

可見，或者加密網格，或者接觸屬性被合理設置，接觸對里的尖角不需倒圓也可達到計算收斂。

下面是2個尖角與target接觸又分離仍然不需倒圓的例子。

(二)接觸發生后幾何再次分離。

1.     問題描述

在Design Modeler里建立2個面體如圖。圖中3個加亮顯示的邊是為了減小網格數量split edge后得到的，設置分析類型為2D。

2. 分析設置

建立static structural任務后進入分析頁面，2個面體材料均指定為軟件自帶的Structural Steel

 NL。建立摩擦接觸，contact為N形面體的3條邊，target為L形面體的5條邊，摩擦系數0.2，其它所有接觸設置為默認。

生成網格，單元尺寸為0.5mm：

邊界條件，L形面體最右側的邊fixed support，N形面體左側的邊Y向位移-4mm，X向0mm。

求解后，不收斂：

Newton-Raphson殘余力：

加密網格，對參與接觸的6條邊設置edge sizing，單元尺寸0.16mm，

再次求解后，456步后收斂：

變形動畫：

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