模型穿透
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模型穿透的視頻教程
【精品課程】META從入門到精通課程(完結)
第二十四章 模型穿透檢查功能 第二十五章 出報告功能 第二十六章 導出數據文件功能 第二十七章 覆蓋功能 第二十八章 ASAM-ODS瀏覽器功能 第二十九章 VR虛擬現實及協同查看 購買了視頻的同學歡迎申請加QQ群領取練習文檔以及交流解答：1137120579 Wonderful仿真系列課程： 1.
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模型穿透的實例教程
模型網格節點與附近單元發生了穿透，結果有可能會與實際的運動有偏差，同時還會造成該穿透部位常出現接觸力的振蕩和接觸力的誤差。
最好的辦法是調整幾何模型，直接消除初始穿透，那么怎么查看穿透部位呢，在hpermesh中，可以通過Tools中的Penetration Check來查找。
如果你的模型已經畫好網格，那么重新調整幾何將會浪費大量的時間，在該部位穿透對整個分析結果影響不大的情況下，可以使用接觸設置來消除初始穿透的影響，具體設置如下：
1：在*CONTROL_CONTACT中設置IGNORE
2：在創建的接觸中打開AdditionalCards，選擇ABCD，A卡中設置SOFT為1或者2，這是對于兩個零件剛度差距大的情況下使用。C卡中設置IGNORE=1。其余卡片推薦默認值即可。
展開 1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時，模型中出現明顯穿透，結果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，模型中出現少許穿透，結果相對合理，但不是最理想狀態！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，同時采用通用接觸+接觸對接觸時，模型中無明顯穿透，結果合理！
在ANSYS LS-DYNA中，經常遇到Sliding Energy異常，作者在本文中分析了計算模型常出現的2種情況——初始穿透導致的Sliding Energy異常和由于SEGMENT接觸導致的Sliding Energy異常，并給出了對應的解決方法。
問題提出
負的滑移能存在2種情況
■ 第一種情況：GLSTAT中的滑移能在初始狀態就出現負值，如圖1所示。
圖1 第一種能量異常圖
■ 第二種情況：CAE工程師在利用ANSYS LS-DYNA進行計算時，很多時候會碰到圖2所示的狀況，嚴重的能量不平衡。內能、滑移能在計算前期表現還算正常，但是到計算后期，內能、動能、滑移能嚴重偏離，導致整個模型能量異常，計算結果不可信。
圖2 第二種能量異常圖
解決方案
第一種情況的解決方法（初始穿透）
在仿真模型中出現初始穿透，導致初始的滑移能為負值。仿真穿透模型如圖3所示。
產生機理：LS-DYNA在進行接觸搜索時，發現存在網格穿透問題，需要把穿透部分的節點移到不穿透的位置，這可以在LS-DYNA軟件中設置。如圖4所示，當把初始穿透清除后，其滑移能和整個模型能量表現正常（如圖5所示）。
圖3 存在初始穿透模型
圖4 清除初始穿透模型
圖5 第一種能量正常圖
初始穿透解決方法有以下幾種
l 手動調整單元節點
在進行模型網格劃分和設置零件厚度時必須確認是否存在干涉，即必須考慮殼單元的接觸厚度。
展開 ▲ 圖-2 第二種能量異常圖
解決方法
第一種情況的解決方法（初始穿透）
在仿真模型中出現初始穿透，導致初始的滑移能為負值。仿真穿透模型如圖-3所示。
產生機理：LS-DYNA在進行接觸搜索時，發現存在網格穿透問題，需要把穿透部分的節點移到不穿透的位置，這可以在LS-DYNA軟件中設置。如圖-4所示，當把初始穿透清除后，其滑移能和整個模型能量表現正常（如圖-5所示）。
▲圖-3 存在初始穿透模型
▲ 圖-4 清除初始穿透模型
▲ 圖-5 第一種能量正常圖
初始穿透解決方法有以下幾種
① 手動調整單元節點
在進行模型網格劃分和設置零件厚度時必須確認是否存在干涉，即必須考慮殼單元的接觸厚度。
如果發生穿透，可以從計算出的message或d3hsp文件中對關鍵字“initial penetrations”進行搜索，找到相關單元，然后調整單元節點，消除初始穿透。
展開 <p>靜力學強度分析中，</p><p>經常會遇到結構初始不接觸，會導致計算報<strong>剛體位移</strong>；</p><p>或者自己裝配時<strong>初始穿透</strong>，這個穿透是不需要的；</p><p>還有就是過盈配合，模型初始穿透是需要的；</p><p>還有就是摩擦系數設置不合理，導致收斂困難；</p><p>還有就是動態不穩定，就比如插銷脫離瞬間；</p><p>等等</p><p>目前還處于想法階段，還未整理</p><p><br></p>
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<p>靜力學強度分析中，</p><p>經常會遇到結構初始不接觸，會導致計算報<strong>剛體位移</strong>；</p><p>或者自己裝配時<strong>初始穿透</strong>，這個穿透是不需要的；</p><p>還有就是過盈配合，模型初始穿透是需要的；</p><p>還有就是摩擦系數設置不合理，導致收斂困難；</p><p>還有就是動態不穩定，就比如插銷脫離瞬間；</p><p>等等</p>
接觸區域網格示例
5、避免模型間的干涉穿透。在實際的CAD模型中，容易出現模型間的穿透和交叉，再此情況下，我們需要進對CAD模型進行優化調整；
干涉模型
在智能手環運動的運動仿真中，將人體組織和智能手環簡化為剛體，垂直位移應始終為正(否則意味著智能手環模型穿透)
由于模擬精度的原因，偶爾會出現較小的負值，在本案例中通常小于1E-4的數量級。在實驗設計的設置過程中，這些小的負值被忽略并用零代替。
先來看一張調試正常的分析圖
error1：頭碰方向不能按局部坐標系定義方向進行
error2：頭部模型接觸分析發生穿透
error3: 計算不穩定而報錯
node # xxxxxxxx has out-of-range velocities
x-velocity= NaN
y-velocity
2.3 計算收斂性分析
螺紋連接結構的有限元模型中存在著復雜的摩擦 接觸，將從約束不足、出現大穿透和模型結構幾個方 面對有限元模型的收斂性進行分析。約束不足容易導 致模型出現剛體位移，引起計算不收斂，在求解過程 中可以通過力收斂曲線進行判斷，即當力收斂值小于 標準值時，子步收斂，否則會發生平分。
使用數字偏移時，建議使用“僅偏移，忽略初始狀態，斜坡加載”，因為雖然CAD模型沒有間隙與穿透，但是在網格離散化過程中可能產生微小的幾何間隙與穿透。斜坡加載時為了使接觸不產生突變，更易收斂。在19之前版本可以在接觸下插入命令：
KEYOPT,CID,5,0
KEYOPT,CID,9,6
當然，在確定沒有初始幾何間隙與穿透情況下，直接使用“添加偏移”也可以。
模型網格節點與附近單元發生了穿透，結果有可能會與實際的運動有偏差，同時還會造成該穿透部位常出現接觸力的振蕩和接觸力的誤差。
最好的辦法是調整幾何模型，直接消除初始穿透，那么怎么查看穿透部位呢，在hpermesh中，可以通過Tools中的Penetration Check來查找。
如果你的模型已經畫好網格，那么重新調整幾何將會浪費大量的時間，在該部位穿透對整個分析結果影響不大的情況下
ISLCHK表示是否對模型進行檢查初始穿透，1表示不檢查，2表示全面檢查。如果你確定沒有穿透，可以選擇1；但是對于復雜的模型最好還是推薦選擇2。
SHLTHK表示是否考慮厚度偏置，0表示不考慮厚度偏置；1表示只考慮變形體厚度偏置，不考慮剛體厚度偏置；2表示變形體和剛體都考慮厚度偏置。你如果沒有殼單元，這里保持為0即可。
同時，體外的BBB穿透模型也顯示，彈性較小的囊泡具有更強的BBB穿透能力。為了比較不同彈性的囊泡在腫瘤組織內部的滲透能力，研究人員采用體外腫瘤球模型，比較不同彈性的囊泡在腫瘤球中的滲透深度。發現彈性小的囊泡滲透更深，有更強的腫瘤滲透能力。
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時，模型中出現明顯穿透，結果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，模型中出現少許穿透，結果相對合理，但不是最理想狀態！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，同時采用通用接觸+接觸對接觸時，模型中無明顯穿透，結果合理！
