abaqus中接觸力
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus中接觸力的視頻教程
abaqus插件085-批量提取樁土相互作用節(jié)點(diǎn)接觸法向力切向力（2026-01-14）-mark
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詳解abaqus接觸分析之二：abaqus中基于面的接觸詳
詳細(xì)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(yōu)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(xiàng)，已經(jīng)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(xiàng)） 等。
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手把手錄像教學(xué)——ANSYS_WORKBENCH中螺栓接觸及預(yù)緊力建模過程
視頻為完整操作，無聲，共13分鐘，詳細(xì)演示了Workbench環(huán)境下螺栓的接觸建立和預(yù)緊力建立過程，適合初學(xué)者快速入門。
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abaqus中接觸力的實(shí)例教程
INP關(guān)鍵字
*OUTPUT, HISTORY, TIME INTERVAL = 0.1 ##0.1為輸出頻率，如計(jì)算時長為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
ABAQUS中一個完整的接觸模擬必須包含兩部分：一是接觸對的定義，其中定義了分析哪些面會發(fā)生接觸，采用哪種方法判斷接觸狀態(tài)，設(shè)定主控面和從屬面等內(nèi)容；二是接觸面上的本構(gòu)關(guān)系定義。
1.硬接觸（Hard contact）的概念
接觸面之間的相互作用包含兩個部分：一是接觸面的法向作用，二是接觸面的切向作用。兩個表面之間的距離稱為間隙（clearance），ABAQUS判斷兩個表面是否接觸的依據(jù)是判斷兩個表面之間的間隙是否為0，當(dāng)兩個表面之間的間隙變?yōu)?時，即認(rèn)為兩個表面發(fā)生了接觸，并在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上施加接觸約束。
當(dāng)兩個表面之間發(fā)生接觸時，接觸面之間就會殘生接觸壓力，在ABAQUS中，對兩個接觸表面之間能夠傳遞的接觸壓力的大小沒有任何限制。當(dāng)接觸面之間的接觸壓力變?yōu)?或負(fù)值時，兩個接觸面分離開來，同時解除相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的接觸約束。這種接觸行為在ABAQUS中稱為硬接觸。這種法向行為在計(jì)算中限制了可能發(fā)生的穿透現(xiàn)象，但當(dāng)接觸條件開”到“閉”時，接觸壓力會發(fā)生劇烈的變化，有時使得接觸計(jì)算很難收斂。除了硬接觸外，ABAQUS還包含幾種軟接觸，其實(shí)質(zhì)是在閉合時減慢接觸壓力隨過盈量之間的變化速度。
2.軟接觸（）
除了硬接觸，其他還有粘性接觸行為（contact adhesive behavior）、軟接觸行為（soften contact behavior）、扣緊（faster）（例如點(diǎn)焊）和粘性接觸阻尼（viscous contact damping）
當(dāng)接觸面處于閉合狀態(tài)(即有法向接觸壓力p)時，接觸面可以傳遞切向應(yīng)力，或稱摩擦力。若摩擦力小于某一極限值時，ABAQUS認(rèn)為接觸面處于粘結(jié)狀態(tài)；若摩擦力大于極限值之后，接觸面開始出現(xiàn)相對滑動變形，稱為滑移狀態(tài)。為了合理地設(shè)置摩擦模型。
展開 圖6 結(jié)果曲線
下載地址：ADAMS中contact接觸力設(shè)置
1.關(guān)于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會構(gòu)成從面的模型部分使用一階單元，使用二階單元可能會出現(xiàn)問題，這是由接觸算法決定的。
2.單元選擇
較簡單接觸問題：線性減縮積分單元（C3D8R）和非協(xié)調(diào)單元（C3D8I）。
較復(fù)雜接觸問題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應(yīng)用于復(fù)雜的接觸模擬問題而設(shè)計(jì)的，在模型復(fù)雜的接觸分析中推薦使用，但是計(jì)算時間也大大增加。
備注：具體內(nèi)容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應(yīng)用》，第12章--接觸
展開 物體受力在單一應(yīng)力狀態(tài)下，內(nèi)部各點(diǎn)也是單一狀態(tài)。在部分科研理論分析中，需要在物體內(nèi)部挖孔，利用逆推法推導(dǎo)物理量。例如下圖所示，受Y方向某拉力作用，各點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)為：
在圓孔中心位置建立圓柱坐標(biāo)系，該應(yīng)力狀態(tài)在圓柱坐標(biāo)系下的公式為：
在這種情況下反推物理量，需要對曲面施加基于圓柱坐標(biāo)系的面力。
案例如下：在圓弧面基于圓柱坐標(biāo)系施加等效于單向應(yīng)力狀態(tài)的面力。
加載前先建立圓柱坐標(biāo)系（注意R軸方向?yàn)?度位置，T軸方向?yàn)榻嵌仍龃蠓较颍疽鈭D見文后的加載圖）
具體設(shè)置方法為：Load>Create Load>Mechanical>surface traction
選中中間曲面后，先設(shè)置徑向力，按以下參數(shù)設(shè)置：
Distribution：應(yīng)力分配，點(diǎn)擊后面的f(x)創(chuàng)建一個基于圓柱坐標(biāo)系的表達(dá)式，Local system 要選擇圓柱坐標(biāo)系，Th為角度變量。
Traction：選擇General，為一般力。
Vector：點(diǎn)擊選擇圖標(biāo)后，依次選擇（0，0，0） （-1，0，0） ，坐標(biāo)選擇建立的圓柱坐標(biāo)系。
注：面力方向矢量是基于所選坐標(biāo)系，（-1，0，0）就是沿圓柱坐標(biāo)系下的R軸反向。
Magnitude：選擇應(yīng)力大小為1。
然后在創(chuàng)建一個Load,設(shè)置切向力，如下圖所示，也是基于圓柱坐標(biāo)系。
再創(chuàng)建一個Load，在整體坐標(biāo)系下對兩側(cè)的平面施加Y方向的面力，大小為1，同時對后面的面施加全約束。
最后加載形式為下圖所示：
求解結(jié)果如下圖：
大部分位置應(yīng)力在0.99~1.01之間，為單向應(yīng)力狀態(tài)，加載方式正確。
本問題的關(guān)鍵是面力的方向問題，在選擇面力的方向矢量時，是基于所選坐標(biāo)系。
展開 
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abaqus中接觸力的最新內(nèi)容
<p>Abaqus官方幫助文檔中關(guān)于sph粒子的接觸設(shè)置并不十分明確，只提到了會在將網(wǎng)格轉(zhuǎn)化為sph粒子時生成一個內(nèi)部的surface集合進(jìn)而定義接觸。而直接定義通用接觸的默認(rèn)設(shè)置，即All* with self，則sph粒子僅能與實(shí)體單元外表面的一層接觸，表面侵蝕后，內(nèi)部單元不再與sph粒子接觸。如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
導(dǎo)入模型
1.打開abaqus界面，在右側(cè)的模型樹中右鍵點(diǎn)擊部件，選擇導(dǎo)入，然后找到要導(dǎo)入的文件模型，再彈出的對話框中，點(diǎn)擊確定，即將模型部件導(dǎo)入
創(chuàng)建材料屬性
將模塊切換到屬性欄，創(chuàng)建材料信息，把名稱修改為steel,給定密度為7.85e-9,彈性模量和泊松比為2.1e5、0.28
創(chuàng)建截面
點(diǎn)擊創(chuàng)建截面命令，為材料賦予給截面
指派截面
ABAQUS 顯式explicit計(jì)算時所有結(jié)果都將寫入到.odb文件中，在GUI界面進(jìn)行數(shù)據(jù)提取時效率較低，且有些詳細(xì)結(jié)果不能直接從.odb中獲取。因此，需要利用python讀取.odb，然后進(jìn)行提取關(guān)心的數(shù)據(jù)，以此進(jìn)行下一步計(jì)算。這里以python提取輪軌接觸時的法向力和切向力結(jié)果為例，進(jìn)行說明：
#- -coding: UTF-8-*-
from abaqus import *
Abaqus中考慮螺栓預(yù)緊力的顯式動力學(xué)分析（static-to-dynamic）
1、檢查接觸關(guān)系、邊界條件和約束
首先檢查所定義的接觸面、接觸參數(shù)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(shí)體都定義足夠的約束條件，保證各個平移和轉(zhuǎn)動自由度上都不會出現(xiàn)不確定的剛體位移。各類模型可能出現(xiàn)的剛體位移見下表。
模型類型
剛體位移
三維實(shí)體模型
U1,U2,U3;UR1,UR2,UR3
軸對稱模型
U2;UR3
平面應(yīng)力模型
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(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動態(tài)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(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖
從事消費(fèi)電子行業(yè)仿真，擅長膠材等材料的本構(gòu)模型研究和構(gòu)建。熟悉橡膠本構(gòu)模型建立，包括超彈+線性&非線性粘彈+Mullins Effect+Permanet Set的材料測試方法和建模方法，感謝您的關(guān)注。以下是正文：
ABAQUS中的Cohesive模型可用于模擬金屬的裂紋擴(kuò)展、復(fù)合材料的分層、焊接區(qū)域的破壞、涂層的斷裂等，在消費(fèi)電子、航空航天等領(lǐng)域的仿真中有著廣泛的應(yīng)用。
瀏覽技術(shù)鄰時，時常看到伙伴們不知道怎么添加contact control，也看不到按鈕。
以下就是添加方法：
Interaction模塊 --> 菜單欄Interaction --> contact controls --> manager/create
automatic stabilization 0.01~0.1之間都比較穩(wěn)妥（計(jì)算完成后觀察虛功是否異常來調(diào)整該值）
最后再
INP關(guān)鍵字
*OUTPUT, HISTORY, TIME INTERVAL = 0.1 ##0.1為輸出頻率，如計(jì)算時長為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
