線面接觸
關(guān)注創(chuàng)建者：力學(xué)星空 創(chuàng)建時(shí)間：2019-11-26
線面接觸的實(shí)例教程
2.4 接觸定義
首先將face/edge之間的接觸換成yes，然后再去自動(dòng)生成。
1. 接觸類型：選擇線面接觸或共節(jié)點(diǎn)接觸方式。
2. 接觸設(shè)置：在 Mechanical 中創(chuàng)建接觸對，確保蒙皮與肋板之間的接觸關(guān)系正確。
3. 接觸檢查：檢查接觸對是否合理，避免重復(fù)或遺漏。
4. 重新生成網(wǎng)格
2.5 ACP 前處理
點(diǎn)擊E模塊下的Setup進(jìn)入ACP前處理界面。
1. 材料與鋪層定義：
展開 三、支架與硬化阻塞斑塊的接觸模型
上述模型建立后，需要建立支架和硬化阻塞斑塊內(nèi)壁的接觸行為，本文采用線面接觸，對支架賦予接觸單元CONTA177的特性，對硬化阻塞斑塊內(nèi)壁單元賦予目標(biāo)單元TARGE170 的特性。
材料參數(shù)
本文涉及的材料主要有兩類：(1)用于支架和硬化阻塞斑塊的線彈性材料；(2)用于動(dòng)脈的Mooney-Rivlin超彈性材料
具體的超彈性材料指定命令流如下：
!=========================================================!Define 5 parameter Mooney-Rivlin hyperelastic artery material model
c10=18.90e-3
c01=2.75e-3
c20=590.43e-3
c11=857.2e-3
nu1=0.49
dd=2*(1-2*nu1)/(c10+c01)
tb,hyper,2,,5,mooney
tbdata,1,c10,c01,c20,c11,,dd
!=========================================================
邊界&載荷條件
動(dòng)脈的左端面和右端面采用多點(diǎn)約束(MPC)將作用在端面上的位移載荷約束分布到接觸節(jié)點(diǎn)處，這里位移約束為0。（這里讀者可以嘗試對比用這種MPC技術(shù)對左右端面節(jié)點(diǎn)進(jìn)行約束和直接將左右端面節(jié)點(diǎn)自由度固定兩種方式的計(jì)算結(jié)果的不同。多點(diǎn)約束應(yīng)用非常廣泛，讀者可以參考資料自行學(xué)習(xí)）
此外，支架的左右端面的節(jié)點(diǎn)約束與動(dòng)脈左右端面的節(jié)點(diǎn)約束相同。
求解設(shè)置
非線性靜態(tài)計(jì)算,計(jì)算過程中接觸參數(shù)自動(dòng)優(yōu)化以更好的收斂。
展開 切割失效主要是零件銳邊與線束的點(diǎn)面接觸或線面接觸導(dǎo)致線束被割破，甚至割斷；擠壓失效主要是零件沿碰撞方向?qū)€束進(jìn)行擠壓，導(dǎo)致線束絕緣皮破損，金屬導(dǎo)線部分露出[6]。切割風(fēng)險(xiǎn)主要通過前期布置設(shè)計(jì)規(guī)避，本文重點(diǎn)研究線束在碰撞擠壓時(shí)可承受的擠壓失效極限，以期獲得相應(yīng)的設(shè)計(jì)評價(jià)指標(biāo)。
2
低壓線束擠壓試驗(yàn)研究
從需要保護(hù)的各電路系統(tǒng)中選取最具代表性的幾類線束進(jìn)行擠壓失效試驗(yàn)研究，線束橫截面積分別為16 mm2、25 mm2、35 mm2，如圖1 所示，其余線束評價(jià)指標(biāo)可參考這3 類線束研究結(jié)果。
圖1 整車典型低壓線束
根據(jù)接觸類型，將擠壓形式簡化為3種類型，即選擇M10螺栓、5 mm鋼片、20 mm鋼片3種類型的擠壓頭，分別代表小面積圓面接觸、窄面接觸和寬面接觸，如圖2所示。3 種擠壓頭與3 種線型組合，并同時(shí)考慮不同的擠壓速度（見表1），組合成如表2 所示的試驗(yàn)矩陣。
展開 由于額外因子，增強(qiáng)拉格朗日法對于接觸剛度的變化不敏感。當(dāng)采用程序控制選項(xiàng)時(shí)，增廣 Lagrange法為默認(rèn)方法。
4.多點(diǎn)約束算法（MPC）
MPC通過添加約束方程來“聯(lián)結(jié)”接觸面之間的位移。采用MPC算法的綁定接觸支持大變形分析。只能用于綁定和不分離類型的接觸。
圖3 Detection Method
圖4 積分點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)探測
三、探測方法
如圖3所示，探測方法（Detection Method）包括如下幾項(xiàng)：
(1) On Gauss point
對于純罰函數(shù)Pure Penalty和增廣Lagrange公式，默認(rèn)使用“On Gauss point”進(jìn)行探測。探測點(diǎn)更多，認(rèn)為是比節(jié)點(diǎn)探索更準(zhǔn)確的檢測方法，示意如圖4所示。但有時(shí)需要采用基于節(jié)點(diǎn)的探測方法，特別是用于楞尖形狀與線面接觸的情況。
(2) Nodal- Normal to Target
拉格朗日與MPC公式默認(rèn)使用“Nodal- Normal to Target”方法，探測點(diǎn)更少。
(3) Normal from Contact or Normal to Target
垂直于接觸面或者目標(biāo)面方法，決定了應(yīng)用在接觸面上接觸力的方向。這通常需要額外的計(jì)算來確定正確的“法向”的方向。
(4) Nodal-Projection Normal from Contact
Nodal-Projection Normal from Contact在接觸和目標(biāo)表面的重疊區(qū)域強(qiáng)制作用一個(gè)接觸約束。接觸滲透/間隙計(jì)算是在重疊區(qū)域平均意義上計(jì)算的。
相比其他設(shè)置，Nodal-Projection Normal from Contact提供更精確的下層單元接觸壓力。
展開 但有時(shí)需要采用基于節(jié)點(diǎn)的探測方法，特別是用于楞尖形狀與線面接觸的情況。
2、Nodal- Normal to Target
拉格朗日與MPC公式默認(rèn)使用“Nodal- Normal to Target”方法，探測點(diǎn)更少。
3、Normal from Contact or Normal to Target
垂直于接觸面或者目標(biāo)面方法，決定了應(yīng)用在接觸面上接觸力的方向。
4、Nodal-Projection Normal from Contact
Nodal-Projection Normal from Contact在接觸和目標(biāo)表面的重疊區(qū)域強(qiáng)制作用一個(gè)接觸約束。接觸滲透/間隙計(jì)算是在重疊區(qū)域平均意義上計(jì)算的。
相比其他設(shè)置，Nodal-Projection Normal from Contact提供更精確的下層單元接觸壓力。
當(dāng)有摩擦的接觸面和目標(biāo)面之間存在偏移時(shí)，更好的滿足力矩平衡。
（四）修剪接觸
圖13Trim Contact
1、修剪接觸（Trim Contact）能夠自動(dòng)減少接觸單元的數(shù)量，從而加快計(jì)算速度。
① 當(dāng)設(shè)置“Program Controlled”選項(xiàng)時(shí)，默認(rèn)自動(dòng)開啟“Trim Contact”。
② 手動(dòng)創(chuàng)建接觸對不進(jìn)行修剪設(shè)置。
③ 大變形滑移時(shí)，建議不開啟修剪接觸。
2、修剪容差Trim Tolerance用來定義修剪操作的上限。
展開 
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線面接觸的最新內(nèi)容
接觸類型：選擇線面接觸或共節(jié)點(diǎn)接觸方式。
2. 接觸設(shè)置：在 Mechanical 中創(chuàng)建接觸對，確保蒙皮與肋板之間的接觸關(guān)系正確。
3. 接觸檢查：檢查接觸對是否合理，避免重復(fù)或遺漏。
4. 重新生成網(wǎng)格
2.5 ACP 前處理
點(diǎn)擊E模塊下的Setup進(jìn)入ACP前處理界面。
1.
為了實(shí)現(xiàn)功率器件的高溫高壓高功率密度應(yīng)用，功率器件的封裝由傳統(tǒng)鍵合線連接的單一散熱路徑發(fā)展為去鍵合線面接觸連接的雙散熱路徑。
切割失效主要是零件銳邊與線束的點(diǎn)面接觸或線面接觸導(dǎo)致線束被割破，甚至割斷；擠壓失效主要是零件沿碰撞方向?qū)€束進(jìn)行擠壓，導(dǎo)致線束絕緣皮破損，金屬導(dǎo)線部分露出[6]。
三、支架與硬化阻塞斑塊的接觸模型
上述模型建立后，需要建立支架和硬化阻塞斑塊內(nèi)壁的接觸行為，本文采用線面接觸，對支架賦予接觸單元CONTA177的特性，對硬化阻塞斑塊內(nèi)壁單元賦予目標(biāo)單元TARGE170 的特性。
但有時(shí)需要采用基于節(jié)點(diǎn)的探測方法，特別是用于楞尖形狀與線面接觸的情況。
2、Nodal- Normal to Target
拉格朗日與MPC公式默認(rèn)使用“Nodal- Normal to Target”方法，探測點(diǎn)更少。
但有時(shí)需要采用基于節(jié)點(diǎn)的探測方法，特別是用于楞尖形狀與線面接觸的情況。
(2) Nodal- Normal to Target
拉格朗日與MPC公式默認(rèn)使用“Nodal- Normal to Target”方法，探測點(diǎn)更少。
(3) Normal from Contact or Normal to Target
垂直于接觸面或者目標(biāo)面方法，決定了應(yīng)用在接觸面上接觸力的方向。
