abaqus接觸定義的案例
Abaqus子程序系列：FRIC（定義接觸表面的摩擦行為）
abaqus用戶子程序fric，在接觸分析中，定義復雜的摩擦模型，或者在熱力耦合分析中，定義摩擦生熱時，潛力巨大。這里先將子程序相關的基礎知識，進行了整理。后續(xù)會更新基于子程序的相關應用案例。
1.概述：
用戶子程序FRIC對應于關鍵字*FRICTION（定義一個摩擦模型。用于將摩擦特性引入表面接觸模型中，來控制接觸表面、接觸對或連接器單元的切向接觸行為。），以及交互界面里的接觸屬性中切向行為的所有內容（除了用戶自定義外，abaqus中可以定義5種類型的摩擦行為（摩擦公式），每個公式中，主要是定義三方面的內容：摩擦因子，剪切應力，彈性滑動（可以恢復的滑動位移））。
用戶子程序FRIC：
可用于定義接觸面間的摩擦行為；
當Abaqus中提供的經典庫侖摩擦模型的擴展版本限制太嚴格，或者需要在接觸面間定義更復雜的切向應力時，可以使用；
當接觸屬性模型包含用戶子程序定義的摩擦時，當接觸點閉合時，接觸對的從屬表面上的節(jié)點或者接觸單元的積分點會調用子程序；
每個增量步里的每次迭代，接觸對中，從表面上，處于接觸閉合狀態(tài)的節(jié)點，會調用子程序。
展開 Adams接觸定義指南：接觸參數(shù)調試案例
本案例為挖掘機鏟斗與貨車尾箱接觸的案例。
圖1 接觸案例
步驟1 應用赫茲理論計算剛度K
計算剛度K所需要的參數(shù)主要包括接觸單元的彈性模量，泊松比以及接觸球體半徑。本案例為挖掘機的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過上述的輸入，可以計算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計算公式：
可以計算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計算公式：
可以推導出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對于金屬材料的光滑實體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對于接觸剛度相差兩個量級，同時計算的剛度K相比于默認值（默認值為1E8N/m）大兩個數(shù)量級，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個參數(shù)的初始值進行第一次的仿真分析計算。
圖2 接觸力計算結果
步驟2 應用垂向接觸力計算滲透深度
根據(jù)垂向接觸力、等效半徑、合成的彈性模量以及滲透深度計算的公式，可以求解接觸過程中的滲透深度。
展開 設計仿真 | Adams接觸定義指南（三）：接觸參數(shù)調試案例
本案例為挖掘機的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過上述的輸入，可以計算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計算公式：
可以計算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計算公式：
可以推導出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對于金屬材料的光滑實體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對于接觸剛度相差兩個量級，同時計算的剛度K相比于默認值（默認值為1E8N/m）大兩個數(shù)量級，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個參數(shù)的初始值進行第一次的仿真分析計算。
展開 Adams接觸定義指南：接觸參數(shù)調試案例
本案例為挖掘機鏟斗與貨車尾箱接觸的案例。
圖1 接觸案例
步驟1 應用赫茲理論計算剛度K
計算剛度K所需要的參數(shù)主要包括接觸單元的彈性模量，泊松比以及接觸球體半徑。本案例為挖掘機的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過上述的輸入，可以計算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計算公式：
可以計算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計算公式：
可以推導出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對于金屬材料的光滑實體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對于接觸剛度相差兩個量級，同時計算的剛度K相比于默認值（默認值為1E8N/m）大兩個數(shù)量級，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個參數(shù)的初始值進行第一次的仿真分析計算。
圖2 接觸力計算結果
步驟2 應用垂向接觸力計算滲透深度
根據(jù)垂向接觸力、等效半徑、合成的彈性模量以及滲透深度計算的公式，可以求解接觸過程中的滲透深度。
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設計仿真 | Adams接觸定義指南（五）：柔性體接觸及技巧
柔性接觸方程是基于線性柔性體的模態(tài)求解的方式進行建立的。柔性體的實時節(jié)點位置是通過模態(tài)疊加的方式進行計算。接觸計算中，柔性體的三角形網格被視為小的面幾何。柔性體接觸位置的計算與剛性體接觸位置的計算方法一樣，均使用同樣的技術，參考接觸指南（一）。柔性體的接觸應用IMPACT方法計算接觸力，罰函數(shù)的方法不再支持柔性體的接觸定義。本文主要針對柔性體的接觸理論、接觸計算的方法以及接觸參數(shù)的設置進行闡述。
01 柔性體接觸的理論
柔性體接觸理論主要把包括如下幾個方面：
02 柔性體接觸計算的原理
不管是剛體、柔性體、2D或者3D單元，接觸力的計算均需要滲透深度作為接觸函數(shù)的輸入，從而得到接觸過程中的接觸力。
接觸類型為柔性體與柔性體的接觸類型時，幾何通過每個物體的曲面節(jié)點的網格定義。而有限元網格的節(jié)點被分組成三角形。當柔性體接觸時，將會形成一個相交的空間區(qū)域。只有該相交區(qū)域內的節(jié)點，會產生接觸的作用力。而總的接觸力會分布到各個節(jié)點上，節(jié)點的接觸力的大小與各個節(jié)點的滲透深度成正比關系。
當相交空間的區(qū)域內I柔性體與J柔性體各自節(jié)點的數(shù)量不一樣時，這種情況并不會影響接觸力的計算。因為柔性體的相關接觸關系，需要保證整個接觸區(qū)域的接觸力合力大小相等方向相反。而節(jié)點數(shù)量不一致，并不違反上述的要求。
03 柔性體接觸的限制
01
柔性體的接觸定義是基于線性理論，對于大變形的接觸，結果精度相比實際會有一定的出入；
02
柔性體接觸定義類似于使用接觸函數(shù)，而接觸函數(shù)是一個非線性彈簧阻尼器。
展開 ABAQUS接觸對中主面和從面的理解
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PART1：理解
ABAQUS/Standard接觸分析中的接觸對由主面(master surface)和從面(slave surface)構成。在模擬過程中，接觸方向總是主面的法線方向，從面上的節(jié)點不會穿越到主面，但主面上的節(jié)點可以穿越從面。
定義主面和從面時要注意以下問題：
1、應選擇剛度大的面作為主面。這里所說的剛度，不僅要考慮材料本身的特性，還要考慮結構的剛度。解析面(analytical surface)或由剛性單元構成的面必須作為主面，從面則必須是柔體上的面（可以是施加了剛性約束的柔體）。
2、如果兩個接觸面的剛度相似，則應選擇網格較為粗的面作為主面。
3、兩個面的節(jié)點位置不要求是一一對應的，但如果能夠一一對應，可以得到更精確的結果。
4、主面不能是由節(jié)點構成的面，并且必須是連續(xù)的。如果是有限滑移（finite sliding），主面在發(fā)生接觸的部位必須是光滑的，不能有尖角。
5、如果接觸面在發(fā)生接觸的部位有很大的凹角或者尖角，應該將其分別定義為兩個面。
6、如果是有限滑移，則在整個分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點落到主面之外，尤其是不要落到主面的背后，否則容易出現(xiàn)收斂問題。
7、一對接觸面的法線方向應該相反，換言之，如果主面和從而在幾何位置上沒有發(fā)生重疊，則一個面的法線應該指向另一個所在的那一側，對于三維實體，法線應該指向實體的外側。如果法線方向錯誤，ABAQUS往往會將其理解為具有很大過盈量的過盈接觸，因而無法達到收斂
PART:2：問題
abaqus 定義接觸分析后從面侵入到主面中,如何解決?
展開 Abaqus螺栓接觸分析
對于在位置誤差限度內的從面節(jié)點，Abaqus將調整其初始坐標，使其與主面的距離為0。注意不要將值設太大，以免由于調整從面節(jié)點位置，而造成較差的單元形狀。
2.預緊力的模擬
在Abaqus中模擬螺釘預緊力的兩種方式：（1）、施加螺栓載荷(boltload)；（2）、定義過盈接觸(contactinterference)。
a、施加螺栓載荷(boltload)
可以模擬螺釘?shù)念A緊力和各種均勻預應力。定義螺栓載荷時，需要指定螺釘上的一個受力截面。施加螺栓載荷的方式三種：1、Applyforce：指定預緊力。2、Adjustlength：調整螺釘長度。3、Fixatcurrentlength：保持螺釘當前長度。
注意：螺栓載荷為正值時表示使受力部件縮短；螺栓載荷為負值時表示受力部件伸長。
在做螺栓接觸分析時，可以設好幾個分析步，已達到平穩(wěn)接觸。在前幾步使用Applyforce，在后幾步用Fixatcurrentlength。含義：在該分析步的開始，去除螺釘?shù)念A緊力，讓螺釘保持上一步結束時的長度。在該步分析結束后，如果有其他外載荷，螺釘長度會發(fā)生變化。
b、定義過盈接觸(contactinterference)
過盈配合與載荷類似，無法在初始分析步中定義。
展開 設計仿真 | Adams接觸定義指南：開篇
01
概述
在兩個幾何物體之間，可以定義二維接觸或者三維接觸。Adams Solver計算兩個物體之間的接觸力是有條件的，當兩個幾何之間不存在滲入深度時，接觸力為零，存在滲入深度，才會有接觸力。Adams支持多部件之間的接觸定義、摩擦的定義、二維幾何之間的接觸以及三維實體的接觸。除了球與平面的接觸，其他二維幾何與三維實體的接觸暫時還不支持。
設計仿真 | MSC Nastran自動接觸定義介紹
MSC Nastran 支持多種接觸關系模擬：支持可變形體與可變形體之間的接觸、可變形體自接觸、變形體與剛體之間的接觸；支持不同單元類型之間接觸關系定義，例如：梁單元與殼單元、實體單元之間接觸關系，殼單元與實體單元之間接觸關系等；支持求解類型有線性靜力學 SOL 101、結構模態(tài)、高級非線性 SOL 400等。因需要模擬仿真物理十分復雜性，有時，又需要定義多個物體之間相互接觸關系，因此，來自各行各業(yè)不同的使用者，可能用不同的前處理軟件定義MSC Nastran模型，各種不同造成使用者定義接觸關系時步驟，難易程度不同。基于上述原因，本文提供3種定義方法：基于圖形界面 PATRAN定義自動接觸和不支持圖形界面時，文本方式快速定義過程。下面我們分別介紹不同方式定義接觸關系。
01
基于圖形接觸逐對定義
用戶定義接觸關系時，可以基于圖形界面定義接觸體、接觸對等，例如，在Patran中，為方便定義，有專門的圖形界面幫助用戶快速定義，界面如下圖示：
1、Patran -> 下拉菜單Tools -> modeling -> contact bodies/pairs
可以創(chuàng)建變形體或剛體，創(chuàng)建方法有：
a）單元之間是否聯(lián)接 connectivity
b）單元類型 element type
c）組 Group
d）單元屬性 Properties
e）材料屬性 Materials
f）幾何 Geometry
等不同方法，結合整個模型（entire Model）、當前組（Current Group）和當前（Current Viewport）和單元類型等組合創(chuàng)建，十分靈活，點擊應用后即可快速創(chuàng)建。
展開 hypermesh主要面板英文翻譯 接觸定義
hypermesh主要面板英文翻譯 接觸定義
HYPERMESH菜單解釋1.pdf
hypermesh接觸定義.doc
hypermesh主要面板英文翻譯.doc
『原創(chuàng)』關于接觸對的定義技術
請教版主,我在定義兩圓柱接觸對時,操作上總出問題.當我選了上面的小圓柱的一個區(qū)域面后,再選上面的節(jié)點,
用create component給一個名字后再用plot會發(fā)現(xiàn)只看到所選擇的那個面區(qū)域了.我用的是ansys 10.0 總的來說是在定義接觸對的操作上有問題,可否有相關的資料讓我學習一下. 謝謝
Ls-dyna接觸定義-持續(xù)完善
增加接觸穩(wěn)定性：
建議使用Automatic接觸；
Beam-to-Beam的接觸建議使用contact_automatic_general；
建議總是忽略初始穿透（IGNOR=1）
Lsdyna中的接觸類型大體上分為如下四大類：
1、one-way contact（單向接觸）
2、two-way contact（雙向接觸）
3、single contact（單面接觸）
4、tied contact（固連接觸）
接觸補充：
單向接觸和雙向接觸：
在LS-Dyna中單向接觸僅檢查從面上從節(jié)點對主面的穿透，計算效率高，使用單向接觸的接觸類型如下：
NODES_TO_SURFACE
AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACE
FORMING_NODES_TO_SURFACE（通常用于沖壓成型分析）
CONSTRAINT_NODES_TO_SURFACE（現(xiàn)在已很少使用）
ERODING_NODES_TO_SURFACE
ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE
ONE_WAY_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
如果使用單向接觸，轉換接觸對的主從定義可能得到不同的結果，使用單向接觸有時可能捕捉不到接觸
行為。
在LS-Dyna中雙向接觸既檢查從節(jié)點對主面的穿透又檢查主面節(jié)點對從面的穿透，即檢查的對稱性，這樣對于主從表面的定義是任意的（不象單向那樣需把網格較粗的定義為主面），這對用戶提供了很大的方便性，代價是處理接觸這方面的計算量將增加 2 倍左右。
展開 ansys中定義面面之間的無摩擦接觸
定義中間實體，兩邊夾著實體 兩個面的無摩擦接觸，面面之間可以又可以分離，不知道怎么定義接觸好？
是否可以直接定義摩擦系數(shù)為0呢。
求救?。。。。。。。。。。。?！1
用HyperMesh定義Nastran的接觸(linear contact)
4、關于 BSURF & BCBODY & BCTABLE 的解讀【一兩句話還說不完哦】
在qrg.pdf里面，有一個BCTABLE專門支持101、400、600、700的，但是也有支持別的
BCTABLE的作用主要是定義Master &Slave 接觸副的對數(shù)及其參數(shù)，因此一個Table就可能包含多對M-S接觸，在定義M-S接觸參數(shù)時可以指定接觸類型，是否發(fā)生滑移（slide off），是否延遲滑移，指定誤差限（Error）以尋找被認為是接觸在一起的Node（《Error）,定義接觸的模式，是Overlap還是存在Gap；其中一些系數(shù)是通過表達式或者簡單的函數(shù)給出的，還有許多高級應用，比如傳熱分析的三個傳熱系數(shù)等等都在此定義，但是簡單接觸（Regular Glue）基本上用不到。
BCBODY的作用就是定義接觸體，它的參數(shù)相對較少，定義接觸搜索模式啊，；其ID被BCTABLE識別和參照；
BSURF就簡單啦，直接指定二維或者三維實體表面，用以識別為接觸面。她的卡片很簡單，就是一個自己的id,后面就是 Element List。
BSURFS是只支持NX Nastran的。
5、正確定義Contract or Glue基本過程.
這里有必要通過一個具體的例子來說明哦，這里是Nastran自帶的例子，在安裝目錄可以找到他的，sperg103.dat。用hypermesh或者寫字板打開就可以看到這三個卡片的定義。其實也沒有那么復雜，尤其是簡單的Glue的時候。
展開 LS_DYNA接觸定義中soft選項的使用
關于接觸定義中soft選項的使用:
dyna的接觸定義的可選卡片A中有個soft選項，有0、1、2三個選項，很多人對該選項的使用不清楚，下面就把有關此選項的設置加以解釋。
實際上，當soft＝1時，與默認的罰函數(shù)接觸算法并無本質區(qū)別，soft＝1除了在接觸剛度上的確定方法有所不同之外，其他的和默認方法是一樣的。soft＝1在計算接觸剛度時考慮了時間步長以確保計算的穩(wěn)定。
換句話說，你可以將soft＝1時的接觸看成一組簡單的彈簧系統(tǒng)，每根彈簧都具有一個和實際計算使用的時步相匹配的Courant時步。在接觸雙方的彈性模量相差很大時，或是接觸對之間的網格密度不一致時，用soft＝1選項可以使接觸定義更為真實有效。
當soft＝1時，我們使用的是soft＝0與soft＝1中最大的剛度值，因此，當soft＝0時的剛度值更大時，減小SOFSCL參數(shù)值是沒有作用的。
k = max(SLSFAC*SFS*k0, SOFSCL*k1)
其中：
k－罰剛度值；
SLSFAC－*CONTROL_CONTACT中的用戶輸入值；
SFS－*CONTACT第三個卡片中的輸入值；
SOFSCL－*CONTACT 可選卡片 A中的輸入值；
k0－由材料的體積模量和單元維數(shù)計算得出的剛度值；
k1－由節(jié)點質量和求解時步得出的剛度值。
需要注意：對于雙向接觸類型，如*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE，需要用SFM代替SFS 參數(shù)。
當soft＝2時，接觸算法為基于segment的接觸算法，該方法基于實際的時間步長來計算接觸剛度，此時在d3hsp文件中的報告的接觸步長是無意義的。
模型當中的初始穿透在計算過程中會被保留，并以此作為基線來探測額外的穿透并以額外穿透量為基準計算接觸力。
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