abaqus 接觸理論的案例
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列35： 接觸求解算法
下面我們將以一個(gè)簡(jiǎn)單的接觸分析的算例來(lái)說(shuō)明理論和Abaqus實(shí)際中的應(yīng)用。
1.3 接觸分析的算例
1.3.1 Abaqus模型介紹
Abaqus中創(chuàng)建一個(gè)桿和一個(gè)剛性板接觸的例子。
桿沿x軸方向，左端簡(jiǎn)支，剛性板與x軸成45度，固定在空間中，開(kāi)始時(shí)桿的右端正好和剛性板接觸，在桿上加一個(gè)往右的拉力，由于桿的右端無(wú)法穿過(guò)剛性板，只能往上沿著剛性面移動(dòng)，且移動(dòng)的位移u1和u2必然相等。也就是約束關(guān)系是：
參數(shù)如下：
>尺寸：Truss 長(zhǎng)度L0=1，截面積A=1。
>材料：Young’s Modulus Em=10， Poisson Ratio 0。
>邊界：左側(cè)節(jié)點(diǎn)固支。
>載荷：右側(cè)節(jié)點(diǎn)加集中力F=1。
>接觸：設(shè)置桿靠近剛性板的一點(diǎn)和剛性板發(fā)生接觸
>網(wǎng)格：劃分為一個(gè)Truss單元。
>分析步：靜力分析，打開(kāi)NLGeom幾何非線性。
1.3.2 Lagrange法
1.3.2.1 理論解
關(guān)于桿的幾何非線性的應(yīng)變和非線性方程的求解的詳細(xì)推導(dǎo)可以參考下方的視頻深入淺出有限元2-非線性：基礎(chǔ)理論->Abaqus操作->編程實(shí)現(xiàn)
1.3.2.2 仿真結(jié)果
Abaqus中設(shè)置接觸，切向無(wú)摩擦，法向采用Direct算法：
分析后得到：
可發(fā)現(xiàn)U1=U2=1.024e-1，和理論沒(méi)有任何差異。
1.3.3 Penalty法
1.3.3.1 理論解
這個(gè)方程組的解和K相關(guān)。
展開(kāi) LSDYNA接觸理論講解
LS-DYNA中的接觸理論講解.pdf
有限元接觸解析理論
對(duì)于靜態(tài)下的有限元接觸解析的定式，大約在2000年后應(yīng)可說(shuō)大致定型。這在Wriggers(2002)的Computational contact mechanics和Laursen的Computational contact and impact mechanics有較好的總結(jié)。（Laursen的書基于他的博士論文，首尾一貫。Wriggers的則雜一些，但內(nèi)容也全一些）這里貼出的資料基本基于這兩本書。其好處是用較短的篇幅和明了的思路推導(dǎo)了有限元接觸解析的定式。希望能給讀者一些較新的概念。
接觸解析.pdf
有限元接觸解析理論
對(duì)于靜態(tài)下的有限元接觸解析的定式，大約在2000年后應(yīng)可說(shuō)大致定型。這在Wriggers(2002)的Computational contact mechanics和Laursen的Computational contact and impact mechanics有較好的總結(jié)。（Laursen的書基于他的博士論文，首尾一貫。Wriggers的則雜一些，但內(nèi)容也全一些）這里貼出的資料基本基于這兩本書。其好處是用較短的篇幅和明了的思路推導(dǎo)了有限元接觸解析的定式。希望能給讀者一些較新（相對(duì)于國(guó)內(nèi)的某些出版物）的概念
接觸解析.pdf
基于Hertz接觸理論的轉(zhuǎn)子碰摩模型
摘要:對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)、定子碰摩故障的過(guò)程進(jìn)行了研究,建立了一個(gè)基于Hertz 接觸理論的轉(zhuǎn)子非
線性碰摩模型。通過(guò)對(duì)不同碰摩模型進(jìn)行理論分析及數(shù)值仿真的對(duì)比研究表明:基于Hertz 接觸
理論的非線性碰摩模型能更深刻地反映轉(zhuǎn)、定子碰摩過(guò)程的本質(zhì)特征,具有較好的實(shí)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞:Hertz 接觸理論;轉(zhuǎn)子;碰摩;非線性
3_APDL基礎(chǔ)及仿真理論_solid單元的接觸分析
顯示接觸滲透云圖 0表示不顯示未變形，1.0變形比例
plnsol,cont,pres,0,1.0 !顯示接觸應(yīng)力云圖
finish
/eof
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發(fā)明是這樣誕生的 TRIZ理論全接觸
您想讀這本書嗎？
作者： 楊清亮
出版社： 機(jī)械工業(yè)出版社
譯者：
叢書名：
出版日期：2006-7-1
上架日期：2006-8-1
ISBN：7111195345
頁(yè)數(shù)：234 版次：1-1
開(kāi)本：
『分享』發(fā)明是這樣誕生的:TRIZ理論全接觸
發(fā)明是這樣誕生的:TRIZ理論全接觸
作者：楊清亮 編著 出版社：機(jī)械工業(yè)出版社 出版時(shí)間：2006年07月
本書是一本全面介紹TRIZ（發(fā)明問(wèn)題解決理論）的著作。書中會(huì)面介紹TRIZ的九大經(jīng)典理論體系：技術(shù)系統(tǒng)的八大進(jìn)化法則、最終理想解（IFR）、40個(gè)發(fā)明原理、39個(gè)工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣、物理矛盾和上大分離原理、物...
￥29.80￥21.20節(jié)省：￥8.6
APDL Showcase1的理論基礎(chǔ)(2)——非對(duì)稱接觸
我終于在理論文檔里見(jiàn)到了這條命令。
在靜力學(xué)分析中，你可以模擬兩個(gè)接觸面之間不同速度的穩(wěn)態(tài)相對(duì)滑動(dòng)。這種情況下，其實(shí)不用在接觸面上定義滑動(dòng)速度，而是可以直接使用CMROTATE命令。
不過(guò)，話說(shuō)這條命令真的沒(méi)太多使用場(chǎng)景。就連APDL界面上都沒(méi)做這個(gè)命令的GUI按鈕。這條命令的幫助文檔頁(yè)里也寫了，它的典型應(yīng)用場(chǎng)景就是這個(gè)摩擦嘯叫分析。所以……后面的內(nèi)容，知道有這么個(gè)東西就行了。
下面我要開(kāi)始截圖了。因?yàn)槲臋n里出現(xiàn)了公式，而ANSYS在這兒其實(shí)并沒(méi)有寫的很清楚。
總之，公式講的大概就是，摩擦應(yīng)力中有這么一項(xiàng)，它的存在能讓這個(gè)包含摩擦的剎車盤系統(tǒng)在振動(dòng)中失穩(wěn)，發(fā)生尖叫。這個(gè)公式?jīng)]啥說(shuō)的，不過(guò)，讀者們可以猜猜，這個(gè)講摩擦和CMROTATE的截圖 來(lái)自前面提到的哪一頁(yè)幫助文檔？
————
————
答案是——它不在CMROTATE頁(yè)，也不在模態(tài)分析相關(guān)頁(yè)面。我居然在CONTA174單元的理論文檔頁(yè)面發(fā)現(xiàn)了它。
后記：
這篇寫的相對(duì)不算很長(zhǎng)，也沒(méi)怎么深入的推公式。但我自己是把好幾頁(yè)幫助文檔都讀了個(gè)遍。接觸問(wèn)題看上去簡(jiǎn)單，但實(shí)際上也算是個(gè)挺大的坑。接觸非線性問(wèn)題一個(gè)不小心要么就不收斂，要么就在接觸面之間發(fā)生穿透。尤其是涉及到接觸對(duì)的接觸狀態(tài)會(huì)在分析過(guò)程中發(fā)生改變的問(wèn)題，軟件總是需要迭代很多次。
據(jù)說(shuō)Abaqus在接觸問(wèn)題上表現(xiàn)更優(yōu)秀，我也經(jīng)常玩Abaqus，顯式動(dòng)力學(xué)中的通用接觸確實(shí)設(shè)置起來(lái)很方便，但一般的這種基于接觸對(duì)和節(jié)點(diǎn)/單元面的接觸，感覺(jué)和今天的ANSYS相差也不是那么大。
在查這些幫助文檔的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)ANSYS真的是把這個(gè)摩擦嘯叫分析的理論分散或重復(fù)寫在各個(gè)相關(guān)文檔頁(yè)里。
展開(kāi) 基于可靠性理論的交流接觸器可靠性試驗(yàn)研究
本文介紹了3TB－40交流接觸器輔助觸頭的可靠性試驗(yàn)方法及失效判據(jù)。通過(guò)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的結(jié)果，對(duì)其可靠性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，給出了可靠性的特征指標(biāo)。找出了影響產(chǎn)品可靠性指標(biāo)的主要因素。對(duì)產(chǎn)品的失效機(jī)理進(jìn)行了探討。為接觸器的可靠性設(shè)計(jì)提供參考。來(lái)源：中國(guó)電子應(yīng)用網(wǎng)
基于可靠性理論的交流接觸器可靠性試驗(yàn)研究.doc
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列48：屈曲分析（1）-理論
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的方式展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問(wèn)題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊(cè)中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對(duì)外就是一個(gè)黑盒子，除了開(kāi)發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測(cè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊(cè)并通過(guò)進(jìn)行大量的資料查閱猜測(cè)內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver，通過(guò)自研CAE軟件和商軟的結(jié)果比較來(lái)驗(yàn)證我們的猜測(cè)，如同管中窺豹一般來(lái)研究的修正方法，從而猜測(cè)商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來(lái)研究?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問(wèn)題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問(wèn)題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
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2 屈曲分析
結(jié)構(gòu)失效的方式有兩種：1.
展開(kāi) 
【11月28日-12月1日 北京】復(fù)雜裝配體結(jié)構(gòu)接觸非線性理論與工程應(yīng)用
一、16個(gè)實(shí)例模型貼近工程實(shí)戰(zhàn)操作：
案例01：大小撓度理論及其在三維彈簧算例中應(yīng)用
案例02：夾具裝配體接觸分析
案例03：某2D反對(duì)稱平板中接觸剛度研究
案例04：球窩鏈接2D軸對(duì)稱模型對(duì)稱和反對(duì)稱算例
案例05：含有接觸，接頭，縱向彈簧及梁?jiǎn)卧难b配體算例
案例06：二維軸對(duì)稱注塑機(jī)噴嘴尖端裝配模型算例
案例07：三維螺栓體裝配體組件算例
案例08：二維銷板組件的平面應(yīng)力分析算例
案例09：二維對(duì)稱密封組件裝配體算例
案例10：螺栓預(yù)緊和壓力載荷作用下墊片界面壓力和閉合曲線的預(yù)測(cè)算例
案例11：考慮三階載荷步的流體壓力滲透算例
案例 12：二維軸對(duì)稱剛性刀具擠壓柔性桿算例
案例13：大滑動(dòng)條件下摩擦接觸界面的材料損失的模擬
案例14：2D軸對(duì)稱剛性面間貝氏彈簧算例
案例15：3d拉伸橡膠試樣超彈性曲線擬合算例
案例16：注射成型機(jī)械噴嘴尖端裝配2D軸對(duì)稱模型局部屈服算例
二、與同行差異化、效果保證：
1、實(shí)戰(zhàn)：專注CAE仿真計(jì)算12年，有自己的超算中心，積累了大量的項(xiàng)目工程案例
2、原理：帶領(lǐng)學(xué)員訓(xùn)練實(shí)操過(guò)程，注重步驟和設(shè)置原理
3、系統(tǒng)：7600+學(xué)員反饋、工程實(shí)例更新與精選，形成系統(tǒng)的版權(quán)知識(shí)體系
4、響應(yīng)：自主師資與合伙人模式，可直接對(duì)接客戶問(wèn)題，即時(shí)做出響應(yīng)
5、效果：所有學(xué)員提供高配筆記本、工程模型、電子資料、操作軟件、操作指導(dǎo)與反饋
三、課程收益
通過(guò)本課程，可以對(duì)復(fù)雜裝配體結(jié)構(gòu)的接觸非線性理論有一個(gè)較為清晰的認(rèn)識(shí)，同時(shí)掌握常見(jiàn)的接觸非線性工具和方法，特別是針對(duì)復(fù)雜模型計(jì)算不易處理，較難收斂的情況；另外對(duì)一些工程上常見(jiàn)組件（夾具，彈簧接觸，梁接觸，電焊，螺栓，銷等)中涉及到的接觸非線性問(wèn)題也進(jìn)行了重點(diǎn)講解。
展開(kāi) 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) 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列37： 梁?jiǎn)卧町悾?）-理論基礎(chǔ)
（原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請(qǐng)說(shuō)明出處）
1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過(guò)簡(jiǎn)單直觀的方式展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會(huì)做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問(wèn)題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊(cè)中都會(huì)注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒(méi)有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對(duì)外就是一個(gè)黑盒子，除了開(kāi)發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測(cè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊(cè)并通過(guò)進(jìn)行大量的資料查閱猜測(cè)內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元求解器，通過(guò)自研求解器和商軟的結(jié)果比較來(lái)驗(yàn)證我們的猜測(cè)，如同管中窺豹一般來(lái)研究的修正方法，從而猜測(cè)商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對(duì)較完備的Abaqus來(lái)研究?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對(duì)某些問(wèn)題也會(huì)涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問(wèn)題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會(huì)。
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！
