abaqus接觸問題分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus接觸問題分析的視頻教程
ABAQUS接觸分析精講——隱式及顯式分析中接觸問題的分析技巧、分析方法及需要注意的若干問題
ABAQUS中的接觸分析不僅涉及到各種工程問題，而且對計算的準確性及計算是否成功通常至關重要。在ABAQUS中的顯式分析步與隱式分析步中的接觸分析有諸多不同。本課程分別對這兩種（即顯式分析步和隱式分析步）分析中的接觸分析進行了詳細介紹，并詳細介紹了每種接觸分析的分析方法、分析技巧以及最重要的是所需要注意的問題。本課程所介紹的接觸分析是對ABAQUS軟件應用于各種工程問題的一個總結、歸納和升華。
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詳解abaqus接觸分析之二：abaqus中基于面的接觸詳
詳細講解了abaqus中基于面的接觸行為： 接觸模型 接觸離散化（N-S S-S的接觸原理，優劣勢，選用建議） 接觸施加方法（罰剛度、拉格朗日法的使用方法和注意事項，已經如何通過他們來控制穿透和收斂） 體間相互滑移（有限滑移和小滑移的原理和注意事項） 等。
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詳解abaqus接觸分析之一：總論與接觸流
接觸的定義 接觸問題的分類（基于單元和基于面的接觸） 基于表面的接觸（通用算法和接觸對算法的特點與選用技巧） 適用于接觸的實例介紹（法蘭安裝、金屬成型、扭轉） 接觸模型的組成要素 接觸分析的主要流程和注意事項 如何合理定義解除對 如何合理定義接觸對中的面 如何定義通用接觸 結合具體案例（見附件，6.14版本文件）講解橡膠接觸的建立過程和結果分析
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abaqus接觸問題分析的實例教程
如果主面在發生接觸的部位存在尖角或凹角，應該在此尖角處把主面分為兩部分來分別定義。對于有單元構成的主面，Abaqus會自動進行平滑處理。
對于小滑移的接觸對，Abaqus/Standard在分析的開始就確定了從面節點與主面的關系，在整個分析過程中這種接觸關系不會再發生變化。
三、接觸面間的幾何尺寸位置和ADJUST參數
如果不做特別設置，Abaqus會直接根據模型尺寸位置來判斷從面和主面的距離，從而確定二者的接觸狀態，這要求建模時模型尺寸非常精確。一般情況下，模型尺寸往往會存在誤差，所以應該利用ADJUST參數來調整從面節點的初始坐標。若果從面節點與主面的距離小于這個參數，Abaqus將調整這些節點的初始坐標，使其與主面的距離為零（剛好接觸）。
四、收斂問題
在進行接觸分析時，難免的會遇到收斂問題，因此，下面主要闡述一下解決接觸分析中的收斂問題的方法。分析無法達到收斂，往往是因為模型中有問題，例如存在剛體位移、過約束、接觸定義不當等，這時應該查看MSG文件，然后采取相應措施?？梢钥紤]以下方法解決收斂問題：
1. 檢查接觸關系、邊界條件和約束
檢查接觸面、接觸參數和邊界條件的定義是否正確，其中包括表面的定義，SET的定義接觸類型的定義，滑移形式的定義等
2. 消除剛體位移
在靜力分析中，必須對模型中所有實體都定義足夠的約束條件，以保證它們在各個平移和轉動自由度上都不會出現不確定的剛體位移。
3. 使用綁定約束
如果某一對接觸面的接觸狀態對整個模型的影響不大，或者這一對接觸面在整個分析過程中都是始終緊密接觸的，可以考慮將它們之間的接觸關系改為綁定約束，這樣會消除剛體位移，并且大大減小計算接觸狀態所需要的迭代。
4.
展開 #############################
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明顯穿透；
僅采用接觸對接觸時模型中出現少許穿透；
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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展開 1、塑性材料和接觸面上都不能用C3D20R和C3D20單元，這可能是你收斂問題的主要原因。如果需要得到應力，可以使用C3D8I (在所關心的部位要讓單元角度盡量接近90度)，如果只關心應變和位移，可以使用C3D8R, 幾何形狀復雜時，可以使用C3D10M。
2、接觸對中的slave surface應該是材料較軟，網格較細的面。
3、接觸面之間有微小的距離，定義接觸時要設定“Adjust=位置誤差限度”，此誤差限度要大于接觸面之間的距離，否則ABAQUS會認為兩個面沒有接觸：*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding, adjust=0.2.
4、 定義tie時也應該設定類似的position tolerance:
*Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.1
5、 msg文件中出現zero pivot說明ABAQUS無法自動解決過約束問題，例如在樁底部的最外一圈節點上即定義了tie，又定義了contact, 出現過約束。解決方法是在選擇tie或contact的slave surface時，將類型設為node region, 然后選擇區域時不要包含這一圈節點（我附上的文件中沒有做這樣的修改）。
6、接觸定義在哪個分析步取決于你模型的實際物理背景，如果從一開始兩個面就是相接觸的，就定義在initial或你的第一個分析步中；如果是后來才開始接觸的，就定義在后面的分析步中。邊界條件也是這樣。
7、 我在前面上傳的文件里用*CONTROL設了允許的迭代次數18，意思是18次迭代不收斂時，才減小時間增量步（ABAQUS默認的值是12）。
展開 ? 滑移形式：
有限滑移要求主面是光滑的，否則會出現收斂問題。如果主面在發生接觸的部位存在尖角或凹角，應該在此尖角處把主面分為兩部分來分別定義。對于有單元構成的主面，Abaqus會自動進行平滑處理。
對于小滑移的接觸對，Abaqus/Standard在分析的開始就確定了從面節點與主面的關系，在整個分析過程中這種接觸關系不會再發生變化。
? 接觸面間的幾何尺寸位置和ADJUST參數
如果不做特別設置，Abaqus會直接根據模型尺寸位置來判斷從面和主面的距離，從而確定二者的接觸狀態，這要求建模時模型尺寸非常精確。一般情況下，模型尺寸往往會存在誤差，所以應該利用ADJUST參數來調整從面節點的初始坐標。若果從面節點與主面的距離小于這個參數，Abaqus將調整這些節點的初始坐標，使其與主面的距離為零（剛好接觸）。
? 收斂問題
在進行接觸分析時，難免的會遇到收斂問題，因此，下面主要闡述一下解決接觸分析中的收斂問題的方法。分析無法達到收斂，往往是因為模型中有問題，例如存在剛體位移、過約束、接觸定義不當等，這時應該查看MSG文件，然后采取相應措施。可以考慮以下方法解決收斂問題：
1. 檢查接觸關系、邊界條件和約束
檢查接觸面、接觸參數和邊界條件的定義是否正確，其中包括表面的定義，SET的定義接觸類型的定義，滑移形式的定義等
2. 消除剛體位移
在靜力分析中，必須對模型中所有實體都定義足夠的約束條件，以保證它們在各個平移和轉動自由度上都不會出現不確定的剛體位移。
3.
展開 3、使用綁定約束
如果某一對接觸面的接觸狀態對整個模型的影響不大,或者這一對接觸面在整個分析過程中都是始終緊密接觸的，可以考慮將它們之間的接觸關系改為綁定約束( tie)，這樣會有助于消除剛體位移，并且大大減少計算接觸狀態所需要的迭代。
ABAQUS/CAE操作:Interaction模塊,主菜單 Interaction→Constraint-Create,Type為默認的 Tie。
4、正確定義綁定約束和過盈接觸
如果設置了綁定約束或者過盈接觸，必須讓位置誤差限度略大于主面和從面之間的距離。注意過盈量為負值。
5、平穩地建立接觸關系
如果在第一個分析步中就把全部載荷施加到模型上，使接觸狀態的發生劇烈改變，會有可能造成收斂的困難。因此一般應首先定義一個只有很小載荷的分析步，讓接觸關系平穩地建立起來，然后在下一個分析步中再施加真實的載荷。盡管這樣可能需要更多的分析步，但這減小了收斂的困難，會提高求解的效率。
6、細化網格
細化從面和主面的網格是解決收斂問題的一個重要方法。過于粗糙的網格會使ABAQUS難以確定接觸狀態，例如，如果在接觸面的寬度方向上只有一個單元，則常常會出現收斂問題。一般來說，如果從面上有90°的圓角，建議在此圓角處至少劃分10個單元。
7、使用一階單元
如果接觸屬性為默認的“硬”接觸，則不能使用六面體二次單元（ C3D20和C3D20R)，以及四面體二次單元（C3D10)，而應盡可能使用六面體一階單元。如果無法劃分六面體單元網格，可以使用修正的四面體二次單元（C3D10M)。
8、正確定義主面和從面
1）選擇剛度較大、網格較粗的面作為主面。
2）主面在發生接觸的部位不要有尖角或大的凹角。
3）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點落到主面之外。
展開 
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目錄
初始過盈產生的原因
解決初始過盈的方法
在 Abaqus 中指定不同選項
壓力工況下的性能驗證
總結
在本文中，我們將以軸對稱 O 型圈為例，闡述并展示 Abaqus 處理接觸表面初始重疊（即初始過盈）的多種方法。
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前處理→求解→后處理，
1個視頻，
用“物品接觸穿透模擬分析”案例，
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視頻教程
<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>Abaqus官方幫助文檔中關于sph粒子的接觸設置并不十分明確，只提到了會在將網格轉化為sph粒子時生成一個內部的surface集合進而定義接觸。而直接定義通用接觸的默認設置，即All* with self，則sph粒子僅能與實體單元外表面的一層接觸，表面侵蝕后，內部單元不再與sph粒子接觸。如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、掌握鋼軌部件的三維模型繪制
2、理解接觸分析的非線性靜力學分析步的建立
3、學習非線性接觸分析的相互關系的設置
4、了解靜力學網格的劃分
5、學習載荷的施加
6、學習結果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進行鋼軌非線性接觸分析
Abaqus+有限元分析常見問題解答-曹金鳳.pdf
1、塑性材料和接觸面上都不能用C3D20R和C3D20單元，這可能是你收斂問題的主要原因。如果需要得到應力，可以使用C3D8I (在所關心的部位要讓單元角度盡量接近90度)，如果只關心應變和位移，可以使用C3D8R, 幾何形狀復雜時，可以使用C3D10M。
2、接觸對中的slave surface應該是材料較軟，網格較細的面。
3、接觸面之間有微小的距離，定義接觸時要設定“Adjust=位置誤差限度
1、分別建立軸shaft和孔hole的幾何模型：
軸模型
孔模型
2、完成材料屬性的賦予、裝配以及靜力學分析步的施加：
模型裝配
3、在相互作用模組，設置軸外表面和孔內表面之間的面-面接觸，并設置過盈配合：
接觸屬性的設置
面-面接觸設置
4、在載荷模組，固定孔的外表面，給軸施加2mm的軸向位移：
邊界條件施加
5、對模型進行切分，同時對軸和孔劃分網格
1、檢查接觸關系、邊界條件和約束
首先檢查所定義的接觸面、接觸參數和邊界條件是否正確。
2、消除剛體位移
在靜力分析時，必須對模型中所有實體都定義足夠的約束條件，保證各個平移和轉動自由度上都不會出現不確定的剛體位移。各類模型可能出現的剛體位移見下表。
模型類型
剛體位移
三維實體模型
U1,U2,U3;UR1,UR2,UR3
軸對稱模型
U2;UR3
平面應力模型
請問大神們，有會碟簧之間接觸怎么設置的嗎？
