abaqus圓柱接觸分析的案例
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
在實際情況下，很多結構都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對連接螺栓的分析計算是個難點。目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運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置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態有限元分析 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
本文運用SolidWorks 三維建模軟件建立齒輪建模，并運用ABAQUS和振動分析理論對模型進行模態分析，用Lanczos算法提取固有頻率，得到齒輪的模態和振型，為優化齒輪的結構設計提供支持。
本文以ABAQUS有限元分析軟件為平臺, 對齒輪進行模態分析, 提取了前6階固有頻率與振型, 通過不同材料和腹板倒角的齒輪選擇，對固有頻率與振型變化趨勢的分析, 為齒輪的結構設計和優化及提供了設計依據, 同時為進一步的動力學分析奠定了基礎。
模態分析的基本理論
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1.基本理論
模態是機械結構的固有振動特性, 指結構在各頻率下的動態響應, 一個系統的動態響應是其若干階模態振型的綜合。
展開 【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（2/2）
如果必要，將分析過程分解成幾個步驟，并緩慢地施加載荷以保證建立良好的接觸條件。
· 一般地，在ABAQUS/Standard中，對每一部分的分析最好采用不同的分析步，即便僅僅是將邊界條件改為加載總是會發現最后所使用的分析步數目要比預期的多，但是模型應該是收斂得更容易。如果在一個分析步中試圖施加上所有的載荷，那么接觸分析是難以完成的。
· 在對結構施加工作載荷之前，在ABAQUS/Standard中的所有部件之間取得穩定的接觸條件。如果有必要，可施加臨時的邊界條件，在后面的階段中可以將它們消除，這些臨時提供的約束不會產生永久變形，不會影響最終結果。
· 在ABAQUS/Standard中，不要對接觸面上的節點施加邊界條件，在接觸的方向上約束節點，如果有摩擦，在任何自由度方向上不要約束這些節點，可能出現
零主元信息。
· 在ABAQUS/Standard中的接觸模擬，總是要盡量采用
一階單元。
· ABAQUS/Explicit提供了兩種不同的模擬接觸算法：通用接觸和接觸對。
· 通用接觸相互作用允許對模型的許多部分或者所有的區域定義接觸；接觸對相互作用描述在兩個表面之間的接觸或在一個單一表面和它自身之間的接觸。
· 應用在ABAQUS/Explicit通用接觸算法中的表面可以跨越多個互不相連的物體，兩個以上表面的面元可以分享同一條邊界。與此相反，應用在接觸對算法中的所有表面必須是連續的并簡單地連接。
· 在ABAQUS/Explicit中，在殼、膜或者剛體單元上的
單側表面必須定義，這樣當表面橫越時法線方向不發生翻轉。
· ABAQUS/Explicit
不能平滑剛性表面。它們是由面元構成，就像單元的面層。
展開 【接觸分析】詳述ABAQUS接觸分析（1/2）
對于結構分析，這意味著約束了所有平移（也可以選擇包括轉動）自由度。
ABAQUS應用未變形的模型構型以確定哪些從屬節點將被束縛到主控表面上。在默認情況下，束縛了位于主控表面上 給定距離之內的所有從屬節點，這個默認距離是基于主控表面上的典型單元尺度。可以通過兩種方式使這個默認值失效：通過從被約束的主控表面上指定一個距離，并使從屬節
點位于其中；指定一個包括所有需要約束節點的節點集合。
也可以調整從屬節點，使其剛好位于主控表面上。如果必須調整從屬節點跨過一定的距離，而它是從屬節點所附著的單元側面上一大段長度，那么單元可能會嚴重扭曲，所以應盡可能避免大的調整。
四、在ABAQUS/Standard中定義接觸
在ABAQUS/Standard中定義接觸的 步驟：創建表面——創建接觸相互作用，使兩個可能發生互相接觸的表面成對——定義控制發生接觸表面行為的力學性能模型
4.1 接觸相互作用
每個接觸相互作用必須賦予一種 接觸屬性，在接觸屬性中，包含了 本構關系，如摩擦和接觸壓力與空隙的關系。
當定義接觸相互作用時，必須確定相對滑動的量級是小滑動還是有限滑動，默認的是更為普遍的 有限滑動公式。如果兩個表面之間的相對運動小于一個單元面上特征長度的一個小的比值，那么應用小滑動公式是合適的。在許可的條件下，使用小滑動公式可以提高分析的效率。
4.2 從屬和主控表面
ABAQUS/Standard使用單純主-從接觸算法：在從屬面上的節點不能侵入主控面的某一部分。該算法沒有對主面做任何限制，主面可以在從面的節點之間侵入從面。
展開 
基于ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態分析
齒輪建模
由于直接在abaqus中建立齒輪的模型比較麻煩，故先在solidworks中建立齒輪的三維模型，然后再導入abaqus中。
圖1 齒輪模型
2. 齒輪邊界約束
對齒輪進行模態分析的目的主要是獲得齒輪不同階下的固有頻率和振型，因而不需要對齒輪進行加載，只需約束其邊界條件，根據齒輪的工作條件，對齒輪的內圓柱面和鍵槽面的x、y、z方向的平動位移進行約束。
3. 齒輪網格劃分
對齒輪進行網格劃分，最大整體尺寸為3，幾何次數選擇線性攝動，選取單元類型為四面體單元C3D4。
有限元結果分析
1. 材料不同
不同材料的彈性模量和泊松比及密度不同，進而會影響到齒輪的固有頻率和振型，本文中選擇灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、碳鋼和合金鋼。通過模態分析查看不同材料對于齒輪固有頻率的影響，因為低階頻率對于結構的振動影響較大，所以僅取了模態的前6階模態分析結果，圖2是齒輪的振型圖以及最大位移振動變化，由于不同材料的振型圖較多，故只選取碳鋼的齒輪的1、3、5階振型圖作為示意。
一階振型圖
三階振型圖
五階振型圖
圖2 碳鋼齒輪的1、3、5階振型圖
由振型圖可以很直觀的看出齒輪的振動形態，觀察到齒根處和輪齒為齒輪的薄弱環節，在低階情況下，通過分析不同材料齒輪的振型圖，可以發現齒輪的振型主要為扭轉和彎曲振動，齒輪的階數越高，振動的位移越大，齒輪振動越劇烈，噪音越大。表1是不同材料的齒輪在不同階下的固有頻率，并將數據繪制成曲線圖，如圖3所示。
展開 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?。?/span>
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！
Abaqus接觸非線性在有限元計算分析中的應用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計算分析中應用非常廣泛，特別是動態顯式的求解，只要模型中包含兩個以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設置主要在Interation模塊中完成，設置接觸的屬性時，可以設置摩擦系數，阻尼系數，損壞，失效準則等非線性參數，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
展開 Abaqus螺栓接觸分析
Graduallyremoveslavenodeoverclosureduringthestepwww.featech.com.cn(在分析步中逐漸去掉從面節點的過盈量)； Uniformallowableinterference(允許的過盈量)，在Magnitudeallowableinterference后面輸入一個微小的過盈量-0.0001(注意不要忽略負號，負號表示過盈量，正值表示間隙量)。
若使用Abaqus默認的幅值曲線Ramp，Abaqus會在分析步開始施加全部的過盈量，然后使其逐漸減少，到分析步結束時過盈量將值0。這樣在后處理中會看到，在分析步結束時模型沒有過盈接觸，接觸面上的接觸壓強CPRESS為0，這樣的結果是不對的。因此，不能使用Abaqus默認的幅值曲Ramp。
3.接觸分析中不同單元性能的比較：
（1）線性減縮積分單元(C3D8R)和非協調單元(C3D8I)都適合于接觸分析，二者得到的位移結果很相近。使用C3D8R單元可以大大縮短計算時間，但得到的節點應力結果較差。
（2）如果接觸屬性為“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)，應該盡量使用六面體一階單元。有時可用C3D8I單元(六面體非協調模式單元)。若使用二次的，花費時間多，會出現異常的CPRESS結果。
（3）使用修正的四面體二次單元(C3D10M)，計算時間也大大增加。但如果模型的幾何形狀復雜，無法使用六面體單元網格，可以使用C3D10M單元進行接觸分析。
展開 ABAQUS接觸分析
9.Abaqus接觸分析詳細教程.pdf
ABAQUS接觸問題分析
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 Abaqus接觸問題技巧分析
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.
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Abaqus接觸問題技巧分析
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. 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 Abaqus接觸分析詳細教程
英文版的，非常詳細，希望對大家有幫助。
L-contact[1].part1.rar
L-contact[1].part2.rar
L-contact[1].part3.rar
Abaqus接觸分析時什么樣的網格是最佳的？
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，通過全局布種和局部布種控制軸和孔網格數量：
軸網格布種
孔網格布種
6、調整軸外圈網格數量與孔內圈網格數量在左半部分與右半部分不一致，使左半部分的網格節點重疊，右半部分的網格節點存在錯位，完成網格劃分后的模型為：
網格劃分
7、提交分析，接觸壓力的結果如下圖所示：
接觸壓力對比1
可以看出，當接觸位置的網格節點重合時，可獲得連續的接觸壓力分布；當接觸位置的網格節點不重合時，接觸面的接觸壓力分布不均勻，仿真結果較差。
8、進一步，在相互作用模組調整表面平滑surface smoothing選項：
調整表面平滑選項
提交分析，仿真結果如下圖所示：
接觸壓力對比2
結論：（1）、在面-面接觸分析中，控制主從面網格節點位置重合可獲得高質量的仿真結果；
（2）、在網格節點不重合時減小網格尺寸，其效果有時反而不如大網格尺寸下調整節點位置；
（3）、在相互作用模組調整表面平滑選項也能改善包括接觸應力和米氏應力等在內的應力分布。
展開 ABAQUS 鋼軌非線性接觸分析案例 ￥10
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。
本案例提供了分析相關的分析文件。
