碟簧接觸問題的案例
ABAQUS碟簧接觸問題，滯回，模型不收斂？
請問大神們，有會碟簧之間接觸怎么設(shè)置的嗎？
LS-DYNA中的接觸問題（六）（整車模型中的接觸問題）
本文翻譯自官方文檔，原文鏈接：
https://www.dynasupport.com/tutorial/ls-dyna-users-guide/contact-modeling-in-ls-dyna
整車模型中的接觸問題
整車模型的碰撞問題涉及到了所有自由面之間的接觸問題，大約有20%-30%的CPU計算時間用于處理這些接觸問題。這其中最重要的挑戰(zhàn)之一便是建立結(jié)構(gòu)化的金屬部件和非結(jié)構(gòu)化的泡沫、塑料部件之間的接觸模型，當(dāng)模型中還有假人的話這會顯得更加重要；另一個挑戰(zhàn)是處理復(fù)雜幾何體部件在邊角處的接觸模型。用戶應(yīng)參考本文來建立穩(wěn)定的整車接觸模型以實現(xiàn)合理的接觸行為，本文還會根據(jù)經(jīng)驗來討論一些模型實例。
1.整體或局部接觸
歷史上，人們一般單獨為不同的接觸對建立接觸模型，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，以及一種魯棒性較高的單面接觸的引入，工程師們的建模方法已經(jīng)有所改變。為了實現(xiàn)建模過程的簡潔性、數(shù)值計算過程的魯棒性以及計算的高效型，人們目前拋棄了定義大量接觸的方法，轉(zhuǎn)而將所有可能在碰撞中發(fā)生接觸的部件定義到一個單面接觸中。我們通常稱這種方法為整體接觸。
但是這并不意味這我們就要總是避免使用局部的接觸模型。整車模型中經(jīng)常會有一些區(qū)域需要定義特殊的接觸類型，而這是整體接觸無法做到的。用戶應(yīng)根據(jù)實際情況通過修改接觸設(shè)置的默認值來定義局部的基礎(chǔ)對。
2.AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE 或 AUTOMATIC_GENERAL
盡管這兩種接觸都是單面接觸，但是仍有一些不同之處，如下表所示。
展開 LS-DYNA中的接觸問題：單面接觸，實體接觸，接觸剛度
單面接觸
在LS-DYNA中，單面接觸廣泛應(yīng)用于包括耐撞性問題在內(nèi)的各種問題中。單面接觸會將部件以part ID的形式設(shè)置為從面，而不會設(shè)置主面。程序會考慮所有部件之間的接觸，包括單個部件的自接觸情形。如果用戶建立的計算模型非常準確，那么單面接觸的計算結(jié)果是是非常可靠和準確的。但是如果初始模型中有許多相互穿透的問題，那么能量平衡將會明顯上升或衰減。
對于碰撞問題，推薦使用如下接觸類型
*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE (13)
這一接觸在數(shù)次版本更新中獲得了不斷的改進，是使用最廣泛的接觸類型。
而舊版本的接觸：
*CONTACT_SINGLE_SURFACE (4)
應(yīng)該避免使用，因為其未獲得改進，最終這一接觸將會被去掉或重新編寫。
上述兩種接觸有兩個明顯區(qū)別：首先，舊版本的接觸使用基于節(jié)點的桶排序方法（bucket sorting），此時鄰近節(jié)點并未共享共用的主面段。這種搜尋方法在主面段的形狀和尺寸明顯不同時，尤其是主面段的長寬比很大時可能會出錯。其次，舊版本的接觸利用面段的投影來確定接觸面，這就要求計算節(jié)點的法向矢量。而節(jié)點的法向矢量通過節(jié)點對應(yīng)面段的面積加權(quán)計算而來，這對T型交叉或其他類型的復(fù)雜幾何交叉形狀而言會造成很大的計算上的困難（此句存疑）。這種計算矢量的辦法需要增加25%的CPU負載。
當(dāng)對氣囊建模時，推薦使用這一接觸：
*CONTACT_AIRBAG_SINGLE_SURFACE (a13)
利用*AIRBAG_SINGLE_SURFACE這一選項，程序可以考慮單個節(jié)點和多個面段之間的接觸。與普通的接觸方式相比，這一接觸選項會進行更多的搜尋計算，因此計算成本會更高。
展開 LS-DYNA中的接觸問題（三）（單面接觸，實體接觸，接觸剛度）
本文翻譯自官方文檔，原文鏈接：
https://www.dynasupport.com/tutorial/ls-dyna-users-guide/contact-modeling-in-ls-dyna
單面接觸
在LS-DYNA中，單面接觸廣泛應(yīng)用于包括耐撞性問題在內(nèi)的各種問題中。單面接觸會將部件以part ID的形式設(shè)置為從面，而不會設(shè)置主面。程序會考慮所有部件之間的接觸，包括單個部件的自接觸情形。如果用戶建立的計算模型非常準確，那么單面接觸的計算結(jié)果是是非常可靠和準確的。但是如果初始模型中有許多相互穿透的問題，那么能量平衡將會明顯上升或衰減。
對于碰撞問題，推薦使用如下接觸類型
*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE (13)
這一接觸在數(shù)次版本更新中獲得了不斷的改進，是使用最廣泛的接觸類型。
而舊版本的接觸：
*CONTACT_SINGLE_SURFACE (4)
應(yīng)該避免使用，因為其未獲得改進，最終這一接觸將會被去掉或重新編寫。
上述兩種接觸有兩個明顯區(qū)別：首先，舊版本的接觸使用基于節(jié)點的桶排序方法（bucket sorting），此時鄰近節(jié)點并未共享共用的主面段。這種搜尋方法在主面段的形狀和尺寸明顯不同時，尤其是主面段的長寬比很大時可能會出錯。其次，舊版本的接觸利用面段的投影來確定接觸面，這就要求計算節(jié)點的法向矢量。而節(jié)點的法向矢量通過節(jié)點對應(yīng)面段的面積加權(quán)計算而來，這對T型交叉或其他類型的復(fù)雜幾何交叉形狀而言會造成很大的計算上的困難（此句存疑）。這種計算矢量的辦法需要增加25%的CPU負載。
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LS-DYNA中的接觸問題（四）（接觸輸出，接觸參數(shù)）
由于自動接觸沒有面的方向的要求，因此一般比相應(yīng)的非自動接觸更為穩(wěn)健，也就是說此時相鄰面段并不符合右手定則。這對撞擊問題很重要，因為金屬材料可能會在撞擊中出現(xiàn)折疊從而改變面的方向。接觸算法會在殼單元中面的兩側(cè)檢測穿透的出現(xiàn)。
2.厚度偏置的相關(guān)建議
在沖擊和撞擊問題中，我們建議使用考慮厚度偏置的自動接觸選項。如果用戶想要忽略剛體部件的厚度偏置，那么應(yīng)在*CONTROL_CONTACT或*CONTACT的設(shè)置卡B中將SHLTHK設(shè)為1。另外，接觸對中的兩側(cè)殼單元中面距離至少應(yīng)為(ts+tm)/2；用戶在劃分有限元網(wǎng)格時要保證兩側(cè)面的網(wǎng)格在曲率急速變化的位置密度相似。如果未滿足這一條件，那么程序?qū)伋鰴z測到穿透的警告信息，并移動穿透節(jié)點。這時可以通過修正幾何模型來解決這一問題。在LS-DYNA的960版本中，有一個選項可以用來在檢測到初始穿透后不移動節(jié)點，而是以這一初始穿透為起點，在計算中檢測進一步的穿透。通過設(shè)置關(guān)鍵字*CONTROL_CONTACT的設(shè)置卡4或者關(guān)鍵字*CONTACT的設(shè)置卡C中的IGNORE選項，可以實現(xiàn)這一初始穿透的檢測方法。大部分情況下我們建議使用這一選項。
有關(guān)厚度偏置的詳細信息見用戶手冊6.4和6.5節(jié)，在這兩節(jié)中接觸厚度就是指殼單元的厚度偏置。
3.接觸滑動摩擦
參數(shù)選項為：FS 和 FD (card 2, *CONTACT option)
LS-DYNA中的接觸滑動摩擦基于庫倫摩擦，并等效于一個彈塑性彈簧（此句存疑）。在關(guān)鍵字*CONTACT 或 *PART_CONTACT中分別設(shè)置FS 和 FD作為靜摩擦和動摩擦系數(shù)可以實現(xiàn)滑動摩擦。更多信息詳見理論手冊23.8.6節(jié)。
4.接觸滑動摩擦的相關(guān)建議
用戶可以在材料手冊中查詢摩擦系數(shù)。
展開 LS-DYNA中的接觸問題（七）（氣囊接觸，邊到邊接觸，剛體接觸，總結(jié)）
氣囊與部件接觸的難點很大程度在于不同材料的體積模量相差很大（可能相差1000倍），同時氣囊編制層非常的薄。為了避免由于編制層過薄而提前觸發(fā)釋放節(jié)點的情況，建議將氣囊的接觸厚度設(shè)置為1.0mm這一最小值。由于不同材料類型的存在，強烈建議使用SOFT = 1選項，這樣就不需要對罰函數(shù)因子進行不斷的微調(diào)。下圖是一個氣囊接觸問題的實例。
氣囊接觸的定義
邊到邊的接觸（ Edge-to-Edge Contact ）
由于搜尋算法只關(guān)注節(jié)點到面段之間的穿透，所以大部分接觸類型都不考慮邊到邊的穿透問題。在大多數(shù)情況下這些接觸類型都已經(jīng)足夠使用，但是在一些特殊的殼接觸問題中，邊與邊之間的變得非常重要。下面介紹了處理邊到邊接觸的一些方法，并對它們的優(yōu)缺點進行了評價。
1.排除內(nèi)部邊的*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL
如圖所示，默認情況下，*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL 在邊到邊接觸中只考慮外部邊。其中只屬于一個單元或面段的邊稱為外部邊，而由兩個或多個單元或面段共享的邊稱為內(nèi)部邊。在接觸計算中，程序會檢測外部邊的整個長度，而非只檢測邊上的節(jié)點。與其他基于罰函數(shù)的接觸類型相同，SOFT=1可以有效處理不同材料之間的接觸問題。
殼單元的內(nèi)部邊和外部邊
2.考慮內(nèi)部邊的*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL
考慮內(nèi)部邊的邊到邊接觸可以通過兩種方法實現(xiàn)。
展開 LS-DYNA中的接觸問題：雙向接觸，綁定接觸
如果模型中的從節(jié)點有可能在實際情況中的確會最終停留于主面的后面，那么就要避免使用這些接觸類型。這些非自動接觸類型中可能會也可能不會考慮殼單元厚度的偏置（見 *CONT ROL_CONTACT中的SHLTHK）。如果殼厚度偏置選項未激活（這是默認設(shè)置），那么來自開放軟件DYNA3D的舊版本node-to-surface接觸就會利用接觸類型 types 5 和 10來實現(xiàn)，此時程序會對每一個從節(jié)點潛在的主面進行增量搜索。這一搜索技術(shù)是基于面段的連續(xù)性之上的，所以定義的面段必須是連續(xù)的。如果幾何模型中有非常尖銳的形狀，或者面段的形狀很差（也就是單元形狀很差–注），那么這一搜索算法將無法搜尋到合適的主面面段。如果殼厚度偏置選項被激活（也就是SHLTHK > 0），那么主面的投影方向就是節(jié)點的法線方向，面段所對應(yīng)的從節(jié)點則根據(jù)基于面段的桶排序（bucket sorting）進行定位；這種情況下，主面就可以是連續(xù)的，尖銳的幾何形狀和形狀很差的單元也將不會在搜索過程中導(dǎo)致嚴重問題。利用節(jié)點法向矢量來投影主面的工作非常消耗CPU的計算時間，但是其優(yōu)點是即使對于形狀非常“凸”的面，也可以保證投射出的面的連續(xù)性。在FORMING接觸類型引入之前，types 5 和 10接觸是薄金屬片成型模擬的常用選項。
如下接觸類型
*CONTACT_CONSTRAINT_NODES_TO_SURFACE (18)
與考慮殼單元偏置的*CONTACT_NODES_TO_SURFACE工作方式非常類似。
Type 18 接觸無法求解帶有剛性體的接觸，因為它是基于約束的接觸而不是基于罰函數(shù)的接觸。這種接觸下，約束力用來保證節(jié)點精確地依附于主面。通常情況下，我們不建議使用這一接觸，因為它并沒有基于罰函數(shù)的接觸那么穩(wěn)定。
展開 LS-DYNA中的接觸問題（二）（雙向接觸，綁定接觸）
通常情況下，由于這種接觸是不對稱式的，所以當(dāng)綁定接觸面的兩側(cè)部件材料屬性一致時，主面應(yīng)該設(shè)置在網(wǎng)格較粗的那一個部件上。但如果有一側(cè)材料表現(xiàn)地非常軟，那么主面應(yīng)該設(shè)置到較硬的部件上。
這兩個接觸為基于約束的接觸，因此無法用來綁定剛體和變形體，或者綁定兩個剛體。若用戶想要將可變形體綁定到剛體上，可以利用關(guān)鍵字*CONSTRAINED_EXTRA_NODES將可變形體的節(jié)點設(shè)置為剛體的附加節(jié)點；此外還可以利用offset偏置選項實現(xiàn)綁定（如下）。
綁定接觸（只約束平動自由度，無失效，有偏置）
這一綁定接觸與上一節(jié)所述綁定接觸類似，只是允許增加一個主面段和從節(jié)點之間的偏置距離。有偏置的綁定接觸可以用于綁定剛體，這是由于它是基于罰函數(shù)的接觸類型。例如：
*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE_OFFSET (o6)
*CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_OFFSET (o2)
由于偏置的距離所產(chǎn)生的力矩傳遞會被忽略，所以當(dāng)綁定的兩個面距離很近時，這類綁定接觸可以最好地實現(xiàn)；同時也會給結(jié)構(gòu)施加一個轉(zhuǎn)動自由度的約束。在基于罰函數(shù)的接觸中這不算是一個大的問題，但是對于基于約束的接觸來說，可能會得出完全錯誤的結(jié)果。
如果想要不忽略力矩的傳遞，可以使用兩個辦法實現(xiàn)。
展開 LS-DYNA中的接觸問題：工作原理，接觸類型，單向接觸
接觸問題的處理是許多大變形問題中的基本環(huán)節(jié)，不同體之間精確接觸模型的建立對于提高有限元模型的預(yù)測能力是至關(guān)重要的。LS-DYNA擁有大量的接觸類型，其中，一些類型專門用于特殊問題，而其他類型則適用于更多的常見問題。此外，LS-DYNA中還有許多舊版本的接觸類型。盡管它們目前很少用到，但還是被保留了下來，以保證順利計算那些建立在舊版本上的有限元模型。用戶在進行有限元前處理時，會發(fā)現(xiàn)有非常多的接觸類型可供選擇，而這份文檔則將對LS-DYNA中的接觸類型進行相關(guān)的概述，以便作為用戶選擇接觸類型和接觸參數(shù)的一份參考手冊。
接觸是如何工作的
在LS-DYNA中，接觸是通過給定需要程序檢查的，可能發(fā)生從節(jié)點穿透主面段的位置（location）來定義的，這里的“位置”可以來自部件、部件集合、面段集合以及節(jié)點集合。在計算中的每一個時間步，程序會利用多個算法中的某一種來查找可能發(fā)生的穿透。例如在基于罰函數(shù)的接觸中，當(dāng)程序檢測到穿透發(fā)生，就會對穿透的節(jié)點施加穿透深度成比例的力以便抵抗穿透的繼續(xù)進行，并最大可能地消除已經(jīng)出現(xiàn)的穿透現(xiàn)象。除非另行聲明，否則這里討論的接觸均是基于罰函數(shù)的接觸類型，而不是基于約束的接觸類型。在罰函數(shù)接觸中，可能會出現(xiàn)剛性體，為了使接觸力可以如實分布到接觸面上，我們建議對剛性體的網(wǎng)格劃分密度要和變形體的密度一致。
盡管我們可以很方便，很高效地在一個模型中定義某一中接觸，以處理可能發(fā)生的接觸問題，但是請不要在同一個接觸面上定義多個接觸。通常，在同一個接觸面上定義的多個接觸會產(chǎn)生多個接觸力，這會導(dǎo)致計算不穩(wěn)定。
為了使用戶可以靈活地處理各種接觸問題，LS-DYNA提供了多種接觸類型和接觸參數(shù)，用來控制接觸問題處理過程中的不同設(shè)置。在下面的幾節(jié)中，我們首先介紹了不同的接觸類型并給出可用于哪些應(yīng)用問題的建議，然后給出了一些可用的接觸參數(shù)。
展開 LS-DYNA中的接觸問題（一）（工作原理，接觸類型，單向接觸）
通常，在同一個接觸面上定義的多個接觸會產(chǎn)生多個接觸力，這會導(dǎo)致計算不穩(wěn)定。
為了使用戶可以靈活地處理各種接觸問題，LS-DYNA提供了多種接觸類型和接觸參數(shù)，用來控制接觸問題處理過程中的不同設(shè)置。在下面的幾節(jié)中，我們首先介紹了不同的接觸類型并給出可用于哪些應(yīng)用問題的建議，然后給出了一些可用的接觸參數(shù)。
abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對接觸-單元刪除法模擬裂紋，單元穿透問題！！
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以上三種情況與二維模型下的分析類似，因此可以得出以下結(jié)論：
abaqus2020-二維/三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋：
僅采用通用接觸時出現(xiàn)明顯穿透；
僅采用接觸對接觸時模型中出現(xiàn)少許穿透；
同時采用通用接觸+接觸對接觸時模型中無明顯穿透（最佳）；
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附上三維模型文件及結(jié)果圖：
model:
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，同時采用接觸對接觸+通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-接觸對+通用接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-三維-顯示分析-僅接觸對接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-三維-顯示分析-僅通用接觸-brittle cracking.rar
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LS-DYNA中的接觸問題（五）（接觸參數(shù)）
12.粘性阻尼的相關(guān)建議
在有泡沫和蜂窩等軟材料參與的接觸中，經(jīng)常會由于震蕩而出現(xiàn)計算不穩(wěn)定的情況。使用40-60的V DC （對應(yīng)于40%-60%的臨界阻尼）可以提高模型計算的穩(wěn)定性，但這種情況下還應(yīng)降低時間步縮放系數(shù)。通常若參與接觸的為材料相近的金屬材料，那么可以選取較低的值，例如20。
13.接觸面擴展
參數(shù)選項為：MAXPAR (Optional Card A , *CONTACT option)
這一參數(shù)用來增大接觸面以彌補基于面段投影的接觸的固有缺陷。自950d版本開始，除了*AUTOMATIC_GENERAL，這一參數(shù)不再用于自動接觸選項中。
下圖所示為從中面投影形成面段的情形。可以看到在外凸的面的角落出現(xiàn)了一個開放的空間或者成為間隙，從節(jié)點可以從這里進入接觸面而不會被檢測到穿透。這種從節(jié)點突然穿過間隙導(dǎo)致的穿透會導(dǎo)致接觸不穩(wěn)定，接觸能為負等問題。為了解決這一問題，程序?qū)?em>接觸面自動沿接觸面平面的方向進行了少量的擴展（同樣還是沿接觸面的法向投影而來），從而可以填充間隙。
利用 MAXPAR選項的接觸面擴展，這一方法在自動接觸中已經(jīng)被淘汰。
14. 接觸面擴展的相關(guān)建議
MAXPAR的默認值1.025適用于大部分接觸問題，這是因為大部分薄片狀的金屬部件的厚度都不超過3-4mm。但是當(dāng)接觸中出現(xiàn)非常厚的部件（5-10mm）或者有棱角的面時，計算可能會出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。這種不穩(wěn)定可以通過降低接觸厚度來解決，也可以通過增加接觸面擴展系數(shù)MAXPAR（最高不可高于1.2），將有棱角的面進一步細化網(wǎng)格也可以起到作用。與默認值相比，修改后的MAXPAR會消耗相對較多的計算成本。
展開 履帶建模常見問題及解決方法-接觸問題
子系統(tǒng)與母體之間的接觸該怎么添加？
答案：子系統(tǒng)與Mother Body之間的接觸、約束，可以按Shift鍵進行添加
2. 鏈輪和履帶之間接觸力的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)是否可以調(diào)整？
答案：可以，在齒輪Sprocket的屬性窗口中的Contact界面。
3. “Grouser Mesh”和“Shoe Point”這兩處設(shè)置分別有什么作用？
答案：履帶與地面接觸有兩種，硬地面和軟土地面，定義與硬地面接觸時要定義shoe point，定義與軟土地面接觸時要定義grouser mesh
4. 如何設(shè)置履帶與土壤(軟土)地形的接觸？
答案：在Assemblyd 的屬性頁面下勾選Pressure—Sinkage，然后打開Contact Parameter就能進入選取土壤類型；
5. RecurDyn中如何修改履帶與地面的接觸參數(shù)？
答案：進入履帶子系統(tǒng)模式，從數(shù)據(jù)窗口最下端選擇Track（LM）—TrackAsembly，右鍵選擇Property，在Contact Parameter中設(shè)置
6. 在仿真履帶在路面運動時出現(xiàn)這種報錯，該怎么解決啊？
答案：硬質(zhì)地面需要設(shè)置Shoe Point，而軟土地面仿真需要為接觸設(shè)置grouser mesh，都在Link的屬性頁面中設(shè)置。
7. 履帶和輪之間脫開，接觸失效了怎么辦？
答案：首先重新定義鏈輪和履帶之間的接觸關(guān)系，最好用面接觸，然后在sprocket屬性窗口中將“Partial Search”更改為“Full Search”。
8. 履帶轉(zhuǎn)換為General Body后如何設(shè)置與地面接觸？
展開 干貨 | 接觸非線性應(yīng)用——解決ANSYS 接觸不收斂問題的方法
根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對非線性接觸問題上的求解，經(jīng)常會有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)試收斂性上花費大量的時間。本文主要針對ANSYS 接觸不收斂問題進行方法上的技巧總結(jié)，希望通過本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對每一種不收斂問題，選擇正確的方法都能使不收斂問題解決變得容易起來。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因：
1、接觸算法的不正確選擇；
2、遺漏了相關(guān)的接觸對；
3、物體之間接觸剛度過大；
4、求解的載荷步較少；
5、奇異；
6、結(jié)構(gòu)發(fā)生了剛體位移；
7、結(jié)構(gòu)發(fā)生振蕩現(xiàn)象；
下面針對這些原因的解決辦法進行詳細的講解：
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接觸算法的選取原則
ANSYS內(nèi)部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
展開 ansys里shell181上下表面都有接觸對時怎么處理才能不出現(xiàn)一個節(jié)點出現(xiàn)在兩個接觸對里的問題？
屋面板，用的shell181，里邊的卷邊和支座有接觸，也和外邊的卷邊有接觸，總提示我節(jié)點出現(xiàn)在兩個接觸對里，初學(xué)者求指點????
