abaqus 接觸綁定的案例
關(guān)于綁定接觸和綁定約束的區(qū)別介紹~
終于找到關(guān)于綁定接觸和綁定約束的區(qū)別，在這分享下，希望對(duì)大家有用~ 綁定接觸和綁定約束都是讓兩個(gè)面連接在一起不再分開(kāi)。二者的區(qū)別在于，綁定約束只能在模型的初始狀態(tài)中定義，在整個(gè)分析過(guò)程中都不會(huì)再改變；綁定接觸可以再某個(gè)分析步中定義，在這個(gè)分析步開(kāi)始之前，兩個(gè)面之間沒(méi)有連接關(guān)系，從這個(gè)分析步開(kāi)始才綁定在一起。
綁定約束的優(yōu)點(diǎn)在于；分析過(guò)程中不再考慮從面節(jié)點(diǎn)的自由度，也不需要判斷從面節(jié)點(diǎn)的接觸狀態(tài)，計(jì)算時(shí)間會(huì)縮減。
對(duì)于綁定接觸，軟件會(huì)根據(jù)模型的未變形狀態(tài)確定哪些從面節(jié)點(diǎn)位于調(diào)整區(qū)域，并稱其與主面上的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建相應(yīng)相應(yīng)的約束。
無(wú)論是綁定約束還是綁定接觸，在定義主面試都應(yīng)該盡量選擇一個(gè)面，而不是一個(gè)點(diǎn)或一條線，否則有可能無(wú)法建立正確的綁定關(guān)系。
展開(kāi) LS-DYNA中的接觸問(wèn)題：雙向接觸，綁定接觸
以如下兩個(gè)接觸為例：
*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE (6)
*CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE (2)
由于沒(méi)有約束從節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，這兩個(gè)接觸只可用于體單元，若用于殼單元?jiǎng)t會(huì)出現(xiàn)不合理的響應(yīng)。同時(shí)這兩個(gè)接觸的區(qū)別僅僅在于輸入格式的不同（設(shè)置為從節(jié)點(diǎn)或者從面），工作原理是一致的。
通常情況下，由于這種接觸是不對(duì)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(shí)，主面應(yīng)該設(shè)置在網(wǎng)格較粗的那一個(gè)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(gè)接觸為基于約束的接觸，因此無(wú)法用來(lái)綁定剛體和變形體，或者綁定兩個(gè)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(diǎn)設(shè)置為剛體的附加節(jié)點(diǎn)；此外還可以利用offset偏置選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)綁定（如下）。
綁定接觸（只約束平動(dòng)自由度，無(wú)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(gè)主面段和從節(jié)點(diǎn)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(huì)被忽略，所以當(dāng)綁定的兩個(gè)面距離很近時(shí)，這類綁定接觸可以最好地實(shí)現(xiàn)；同時(shí)也會(huì)給結(jié)構(gòu)施加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的約束。在基于罰函數(shù)的接觸中這不算是一個(gè)大的問(wèn)題，但是對(duì)于基于約束的接觸來(lái)說(shuō)，可能會(huì)得出完全錯(cuò)誤的結(jié)果。
如果想要不忽略力矩的傳遞，可以使用兩個(gè)辦法實(shí)現(xiàn)。
展開(kāi) LS-DYNA中的接觸問(wèn)題（二）（雙向接觸，綁定接觸）
通常情況下，由于這種接觸是不對(duì)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(shí)，主面應(yīng)該設(shè)置在網(wǎng)格較粗的那一個(gè)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(gè)接觸為基于約束的接觸，因此無(wú)法用來(lái)綁定剛體和變形體，或者綁定兩個(gè)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(diǎn)設(shè)置為剛體的附加節(jié)點(diǎn)；此外還可以利用offset偏置選項(xiàng)實(shí)現(xiàn)綁定（如下）。
綁定接觸（只約束平動(dòng)自由度，無(wú)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(gè)主面段和從節(jié)點(diǎn)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(huì)被忽略，所以當(dāng)綁定的兩個(gè)面距離很近時(shí)，這類綁定接觸可以最好地實(shí)現(xiàn)；同時(shí)也會(huì)給結(jié)構(gòu)施加一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的約束。在基于罰函數(shù)的接觸中這不算是一個(gè)大的問(wèn)題，但是對(duì)于基于約束的接觸來(lái)說(shuō)，可能會(huì)得出完全錯(cuò)誤的結(jié)果。
如果想要不忽略力矩的傳遞，可以使用兩個(gè)辦法實(shí)現(xiàn)。
展開(kāi) 交叉網(wǎng)格設(shè)置成綁定接觸
在hypermesh中劃分四面體網(wǎng)格，然后在四面體網(wǎng)格中插入一個(gè)桿，桿劃分為四面體單元，想設(shè)置成綁定接觸，應(yīng)該如何設(shè)置。目前很困惑，如果用六面體的話，比較規(guī)則，嘗試可以實(shí)現(xiàn)綁定接觸，而且運(yùn)算很快。但是如何使用四面體和桿綁定很困惑。
綁定、無(wú)摩擦與摩擦接觸的對(duì)比分析
采用無(wú)摩擦接觸方式對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模
6、開(kāi)展梁與柱間為無(wú)摩擦接觸的分析。在 Workbench 中復(fù)制該分析系統(tǒng)，并將其重命名為 “無(wú)摩擦接觸”。在 Mechanical 中編輯模型，將梁與柱之間的接觸改為無(wú)摩擦接觸。重新運(yùn)行仿真，并與摩擦接觸工況下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。圖 6 給出了節(jié)點(diǎn)區(qū)域的變形云圖。可以看出，引入摩擦?xí)p小梁的變形。圖 7 通過(guò)繪制接觸狀態(tài)云圖解釋了圖 6 中的差異。從圖 7 中可以觀察到：當(dāng)接觸類型為無(wú)摩擦接觸時(shí)，梁表面與柱表面之間發(fā)生相對(duì)滑移；而當(dāng)采用摩擦接觸時(shí)，兩個(gè)表面保持粘結(jié)貼合。
（a） 摩擦接觸 （b） 無(wú)摩擦接觸
圖 6 接合處的變形等高線圖
(a) 摩擦接觸：接觸面在孔洞 (b) 無(wú)摩擦接觸：接觸面在孔
周?chē)嗷ベN合（無(wú)滑移） 洞周?chē)l(fā)生相對(duì)滑移
圖 7 接觸狀態(tài)比較
采用綁定接觸對(duì)梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行建模
7、對(duì)梁與柱之間采用綁定接觸進(jìn)行分析。
在 Workbench 中復(fù)制 “無(wú)摩擦接觸” 分析系統(tǒng)，并重命名為 “綁定接觸”。在 Mechanical 中編輯模型，將梁與柱之間的接觸改為綁定接觸。重新運(yùn)行仿真并查看結(jié)果。
展開(kāi) abaqus二維基坑教學(xué)視頻（內(nèi)支撐+綁定）
自己錄制了一個(gè)教學(xué)視頻 高手勿噴 鏈接：http://pan.baidu.com/s/1eSweHiy 密碼：y003
abaqus中關(guān)于tie綁定激活，殺死的問(wèn)題
abaqus中tie綁定也是可以激活，殺死的，只是伙伴們一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，今天就教給大家，看圖說(shuō)話：1是面面綁定 2是勾選3才會(huì)出現(xiàn)，這種效果是與綁定一模一樣的，只有在這里建立的綁定能殺死激活。伙伴們，中秋節(jié)快樂(lè)！
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應(yīng)力分析淺析
目前的常規(guī)做法通常有兩種：1.簡(jiǎn)化，用RBE2和beam梁來(lái)代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實(shí)應(yīng)力，圖1為某結(jié)構(gòu)連接螺栓簡(jiǎn)化的beam梁應(yīng)力云圖，沒(méi)有接觸應(yīng)力：
.直接做出來(lái)螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結(jié)果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網(wǎng)格建模）、計(jì)算量大（接觸收斂困難），如圖為某結(jié)構(gòu)帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計(jì)算得出的結(jié)果（圖3）：
圖3 計(jì)算結(jié)果
那么，有什么好辦法可以不用簡(jiǎn)化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結(jié)果？
運(yùn)用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設(shè)置跟實(shí)際螺紋形狀有關(guān)聯(lián)的參數(shù)，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實(shí)的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結(jié)果，又節(jié)省了時(shí)間專注進(jìn)行其他的分析設(shè)置。如圖4，為連接螺栓接觸來(lái)定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來(lái)定義帶螺紋螺栓
圖5為某結(jié)構(gòu)直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結(jié)構(gòu)直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開(kāi) abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對(duì)接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，單元穿透問(wèn)題！！
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)少許穿透，結(jié)果相對(duì)合理，但不是最理想狀態(tài)！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，同時(shí)采用通用接觸+接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中無(wú)明顯穿透，結(jié)果合理！
【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（1/2）
〇、概述
接觸模擬的一般目的：確定表面上發(fā)生接觸的面積、計(jì)算產(chǎn)生的接觸壓力。
接觸條件：一類特殊的不連續(xù)約束（只有當(dāng)兩個(gè)表面接觸時(shí)才會(huì)有約束產(chǎn)生），允許力從模型的一部分傳遞到另一部分。
一、ABAQUS接觸功能
在ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit中的接觸模擬功能具有明顯的差異。
ABAQUS/Standard：基于表面（surface）或者基于接觸單元（contact element），因此，必須在模型的各個(gè)部件上創(chuàng)建可能發(fā)生接觸的表面；然后，必須判斷哪一對(duì)表面可能發(fā)生彼此接觸，稱之為 接觸對(duì)；最后，必須定義控制各接觸面之間相互作用的 本構(gòu)模型，包括諸如摩擦行為等。
ABAQUS/Explicit：可以利用 通用（“自動(dòng)”）接觸算法或者 接觸對(duì)算法。通常定義一個(gè)接觸模擬只需簡(jiǎn)單地指定所采用的接觸算法和將會(huì)發(fā)生接觸作用的表面。在某些情況下，當(dāng)默認(rèn)的接觸設(shè)置不滿足需要時(shí)，可以指定接觸模擬的其他方面內(nèi)容，如考慮摩擦的相互作用力學(xué)模型。
二、定義接觸面
表面是由其材料的單元面來(lái)創(chuàng)建的。
2.1 實(shí)體單元上的接觸面
對(duì)于二維和三維的實(shí)體單元，可選擇部件實(shí)體的區(qū)域來(lái)指定部件中接觸表面的部分。
2.2 結(jié)構(gòu)、面和剛體單元上的表面
單側(cè)（single-sided）表面：應(yīng)用時(shí)必須指明是單元的哪個(gè)面來(lái)形成接觸面
雙側(cè)（double-sided）表面：僅在ABAQUS/Explicit中可以用，更為常用。自動(dòng)包含兩個(gè)面和所有
自由邊界，接觸既可以發(fā)生在構(gòu)成雙側(cè)接觸單元的面上，也可以發(fā)生在單元的邊界上。
基于邊界（edge-based）的表面：考慮在模型周?chē)吔缟习l(fā)生接觸。例如：可以用來(lái)模擬在殼邊界上的接觸。
展開(kāi) 【技巧】abaqus輸出通用接觸的某個(gè)面的接觸力
INP關(guān)鍵字
*OUTPUT, HISTORY, TIME INTERVAL = 0.1 ##0.1為輸出頻率，如計(jì)算時(shí)長(zhǎng)為1s，需要輸出10步
*INTEGRATED OUTPUT, SURFACE =FACE_NAME ##FACE_NAME是通用接觸設(shè)置中要輸出的接觸面的名稱
SOF ##輸出面接觸力
【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（2/2）
八、ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的比較
在ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit中的力學(xué)接觸算法具有本質(zhì)區(qū)別，體現(xiàn)在如何定義接觸條件，主要區(qū)別如下：
· ABAQUS/Standard在施加接觸約束時(shí)應(yīng)用
嚴(yán)格的主從權(quán)重，約束從屬表面的節(jié)點(diǎn)不能侵入主控表面，而主控表面上的節(jié)點(diǎn)原則上可以侵入從屬表面。ABAQUS/Explicit包括這個(gè)公式，但是典型地它默認(rèn)應(yīng)用
平衡主從權(quán)重。
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
有限滑動(dòng)接觸公式，但是，在ABAQUS/Standard中的二維有限滑動(dòng)公式要求主控表面是光滑的，而在ABAQUS/Explicit的主控表面是由面元構(gòu)成的，除非是光滑的解析剛性表面。
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
小滑移接觸公式，但是在ABAQUS/Standard中的小滑移公式根據(jù)從屬節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前位置向主控節(jié)點(diǎn)傳遞載荷，ABAQUS/Explicit總是通過(guò)固定點(diǎn)（anchor point）傳遞載荷。
· ABAQUS/Explicit在接觸邏輯中可以考慮殼和膜的當(dāng)前厚度和中面偏移，而ABAQUS/Standard不能夠做到。
· ABAQUS/Explicit
通用接觸算法的許多優(yōu)勢(shì)在ABAQUS/Standard中是不具備的。
由于以上差異，所以在一個(gè)ABAQUS/Standard分析中定義的接觸不能導(dǎo)入一個(gè)ABAQUS/Explicit分析中，反之亦然。
九、小結(jié)
· 接觸分析需要一個(gè)謹(jǐn)慎的、邏輯的方法。
展開(kāi) abaqus中的關(guān)于硬接觸(Hard contact)、及其他接觸
注意以下幾個(gè)問(wèn)題：
A極限剪應(yīng)力：
ABAQUS中默認(rèn)采用Coulomb定律計(jì)算極限剪應(yīng)力：。在某些情況下，接觸壓力可能比較大，導(dǎo)致極限剪應(yīng)力也很大，可能超過(guò)能承受的值，此時(shí)用戶可指定一個(gè)所允許的最大剪應(yīng)力。
B彈性滑移變形：
在理想狀況下，接觸面在滑移狀態(tài)之前是沒(méi)有剪切變形的，但這會(huì)造成數(shù)值計(jì)算上的困難，因而ABAQUS引入了一個(gè)“彈性滑移變形”的概念，“彈性滑移變形”是指表面粘結(jié)在一起時(shí)允許發(fā)生的少量相對(duì)滑移變形。ABAQUS會(huì)根據(jù)接觸面上單元的長(zhǎng)度確定彈性滑移變形(默認(rèn)為單元典型長(zhǎng)度的0.5%，用戶也可自己給定)，然后自動(dòng)選擇罰函數(shù)計(jì)算方法中的剛度。罰摩擦公式適用于大多數(shù)問(wèn)題，其中包括大部分金屬成型問(wèn)題。在那些必須包括理想的粘結(jié)-滑移摩擦行為的問(wèn)題中，可以使用“Lagrange”摩擦公式。
注意：1.接觸設(shè)置一般在初始分析步。需要設(shè)置主面和從面，主面的剛度應(yīng)大于從面的剛度。上述位置誤差限度的含義為：與主面的距離小于此限度的從面節(jié)點(diǎn)都會(huì)受到綁定約束。由于模型中存在數(shù)值誤差，所以一般都應(yīng)設(shè)置這樣一個(gè)位置誤差限度。必須讓位置誤差限度略大于主面和從面在模型中的距離，否則這兩個(gè)面之間不會(huì)建立綁定約束。
展開(kāi) Abaqus中通用接觸(General contact)和接觸對(duì)（Contact Pairs）的區(qū)別。
二、可選的接觸屬性
下列功能只有接觸對(duì)算法擁有：
1、包含RSURFU子程序定義的剛性面或解析剛性面的接觸，當(dāng)然基于單元的剛性面通用接觸和接觸對(duì)都可以；
2、包含基于節(jié)點(diǎn)的面或者三維梁?jiǎn)卧娴?em>接觸；
3、小滑移接觸和綁定接觸；
4、有限滑動(dòng)和點(diǎn)對(duì)面的離散方式；
5、粘性接觸；
6、壓力滲透加載；
7、粗糙摩擦模型（Rough）；
8、用戶子程UINTER和FRIC；
9、Lagrange enforcement of friction constraints；
10、Local definitions of some numerical contact controls
注：同一個(gè)模型可同時(shí)使用通用接觸算法和接觸對(duì)算法。
展開(kāi) ABAQUS---輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型(直線半輪對(duì)) ￥888
<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對(duì)直線半輪對(duì)情況。利用該模型已經(jīng)詳細(xì)開(kāi)展了大量的輪軌滾動(dòng)仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車(chē)輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態(tài)沖擊振動(dòng)；3）單點(diǎn)-兩點(diǎn)接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機(jī)耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動(dòng)接觸力學(xué)行為、磨耗和疲勞損傷問(wèn)題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強(qiáng)非線性接觸、材料塑性本構(gòu)、CAE界面操作等方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)，但是當(dāng)下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸模型仍存在很多問(wèn)題，比如：<strong>輪軌力不穩(wěn)定、車(chē)輪網(wǎng)格沙漏引起畸變、牽引/制動(dòng)模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當(dāng)?shù)?lt;/strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經(jīng)驗(yàn)角度，分享輪軌滾動(dòng)接觸有限元建模時(shí)可能面臨的問(wèn)題，如有不當(dāng)，還歡迎批評(píng)指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態(tài)滾動(dòng)接觸有限元模型中，由于車(chē)輪具有較高的滾動(dòng)速度，使得車(chē)輪瞬態(tài)滾動(dòng)時(shí)對(duì)系統(tǒng)激擾較大，輪軌接觸力穩(wěn)定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態(tài)滾動(dòng)接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車(chē)輪在重力場(chǎng)下的輪軌靜態(tài)位移和應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果，然后將其導(dǎo)入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車(chē)輪滾動(dòng)。以下分別介紹這兩個(gè)模型及其之間的關(guān)聯(lián)。
展開(kāi) 