ansys接觸單元的案例
ANSYS單元類型詳解及選擇原則
希望對(duì)大家有幫助
ansys單元類型詳解及選擇原則.doc
ANSYS接觸單元.doc
ANSYS關(guān)于接觸單元
什么是接觸單元，它的用處是什么
ANSYS Mechanical 2022 新功能：單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計(jì)算
本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計(jì)算。
文末領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料
下面我們看看具體的更新內(nèi)容：
一、單元部分
增強(qiáng)單元性能加強(qiáng)
面增強(qiáng)單元的彎曲剛度
使用單軸剛度單元進(jìn)行反向求解
耦合單元的增強(qiáng)
運(yùn)動(dòng)副單元增強(qiáng)
二、接觸部分
基于Dual Shape函數(shù)的接觸算法
新的自適應(yīng)小滑移選項(xiàng)
殼-實(shí)體組裝件的準(zhǔn)確性改進(jìn)
螺栓預(yù)緊支持通用軸對(duì)稱單元
網(wǎng)格獨(dú)立點(diǎn)焊增強(qiáng)功能
瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)精度改進(jìn)：HHT算法
力矩收斂參考值計(jì)算穩(wěn)健性改進(jìn)
三、斷裂力學(xué)
基于應(yīng)力比率的疲勞裂紋閉合
Paris定律與裂縫閉合效應(yīng)相結(jié)合
應(yīng)力比率（R）相關(guān)的疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律
靜態(tài)裂紋擴(kuò)展的溫度/時(shí)間相關(guān)斷裂準(zhǔn)則
自適應(yīng)裂紋初始化/插入
3D界面單元
動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展尺寸控制
四、求解器效率提升
資源預(yù)測(cè)增強(qiáng)
分布式求解增強(qiáng)
文章篇幅有限
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展開 abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對(duì)接觸-單元刪除法模擬裂紋，單元穿透問題！！
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(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-單元刪除法模擬裂紋，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-單元刪除法模擬裂紋，同時(shí)采用通用接觸+接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中無明顯穿透，結(jié)果合理！
ANSYS接觸和出圖技巧
在ansys output windows 有 force convergenge valu 值 和 criterion 值當(dāng) 前者小于后者時(shí)，就完成一次收斂
你自己可以查看
兩條線的意思分別是:
F L2： 不平衡力的2范數(shù)
F CRIT： 不平衡力的收斂容差，
如果前者大于后者 說明沒有收斂，要繼續(xù)計(jì)算
當(dāng)然 如果你以彎矩M為收斂準(zhǔn)則那么 就對(duì)應(yīng) M L2 和 M CRIT
希望你現(xiàn)在能明白
8.兩個(gè)單元建成公共節(jié)點(diǎn)，就成了剛性連接，不是接觸問題了。做為接觸問題，兩個(gè)互相接觸的單元的節(jié)點(diǎn)必須
是不同的。
9.接觸單元主要分為有厚度和無厚度的，有厚度主要以desai 為代表，無厚度的則以goodman 為代表。
曼也提出了相應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系，但是如今goodman 單元成了無厚度接觸單元的代名詞，相應(yīng)的本構(gòu)關(guān)系現(xiàn)在也作了較大的改進(jìn)。
Ansys中接觸單元并不是goodman 單元，類似于goodman單元 ansys里面的接觸單元是是通用的，而goodman
是一種專業(yè)的單元。goodman單元假定兩片長(zhǎng)為L(zhǎng)的接觸面以無數(shù)微小的切向和法向彈簧所連接，接觸面單元與
相鄰接觸面兩邊的單元只在結(jié)點(diǎn)處有力的聯(lián)系。單元厚度為零，受力前兩接觸面完全吻合.
10.怎樣檢查接觸單元的normal direction?是不是打開plotctrls/symbols/esys on?
是要/PSYM，ESYS，ON的，然后你再SELECT CONTACT ELEMENT AND TARGE ELEMENT，REPLOT，看
看他們的NORMAL DIRECTION是否正確的。
展開 abaqus里的非線性薄層單元，零厚度cohesive單元，goodman接觸單元等的基本形式是什么？如何構(gòu)建與應(yīng)用？
在使用Abaqus，Comsol等軟件進(jìn)行薄層區(qū)域的力學(xué)分析過程中，例如在研究水壓致裂、裂縫擴(kuò)展，接觸粘結(jié)滑移的這類薄層力學(xué)性質(zhì)時(shí)，我們經(jīng)常需要采用應(yīng)力-相對(duì)位移(σ-u)關(guān)系，而不是傳統(tǒng)本構(gòu)描述的應(yīng)力-應(yīng)變(σ-ε)關(guān)系來描述，例如Abaqus里面的Cohesive單元，Goodman單元，以及Comsol里的彈性薄層（在后面我把這類單元統(tǒng)稱為增量非線性力學(xué)薄層）。這類單元厚度非常小甚至為0，薄層兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)（單元）用一組力（應(yīng)力）與相對(duì)位移的關(guān)系方程聯(lián)系起來，例如給出一個(gè)形式最為簡(jiǎn)單的典型應(yīng)力-位移方程
此方程描述了1,2,3方向（通常是法向和兩個(gè)切向）上相對(duì)位移與應(yīng)力的關(guān)系，應(yīng)力與相對(duì)位移呈線性關(guān)系，類似于“線性彈簧”。但是對(duì)于土-結(jié)構(gòu)接觸、裂縫的張開閉合這類問題，線性方程已經(jīng)不足以準(zhǔn)確描述這些物理量之間的關(guān)系，這時(shí)就需要引入增量非線性方程來構(gòu)建薄層單元。
引入增量非線性薄層的概念之前，首先介紹一下全量非線性薄層以理解非線性的概念，首先給出以下公式
這是一個(gè)全量非線性薄層，其非線性的表現(xiàn)可以用下面幾個(gè)例子體現(xiàn)，
對(duì)比①和②項(xiàng)，可以發(fā)現(xiàn)僅存在3方向上的位移變化的情況下，1，2方向上的力也會(huì)發(fā)生改變，體現(xiàn)了彈簧三個(gè)方向力學(xué)性質(zhì)的非獨(dú)立性，對(duì)比①和③項(xiàng)，可以發(fā)現(xiàn)力的大小并不和位移大小成正比，也就是非線性特征。
所以對(duì)于增量非線性方程，就是把應(yīng)力-位移關(guān)系方程寫成應(yīng)力增量-位移增量的關(guān)系方程，例如
寫成微分形式的好處是，可以體現(xiàn)出應(yīng)力路徑對(duì)位移結(jié)果的影響，也就是類似于“塑性”特征（所以所有的彈塑性本構(gòu)也都是增量方程）。但是對(duì)于此類微分方程的求解，必須給定一個(gè)力的初始值。
展開 abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元刪除法模擬裂紋，解決單元穿透！！
前面說到abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元刪除法模擬裂紋出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理，那么有什么辦法解決嗎？有，對(duì)于這樣的模型采用接觸對(duì)接觸+通用接觸可以很好的解決問題。注意，如果模型中只采用接觸對(duì)接觸，可以解決沖頭與基體之間的接觸建立問題，但是對(duì)于基體自身破壞后單元之間的穿透并不能解決，因此，還要建立基體自接觸，所以在接觸對(duì)接觸的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)通用接觸就可以很好的解決這個(gè)問題，這里不使用軟件自帶的自接觸，因?yàn)樽?em>接觸在這樣的模型中很難建立起來（如果模型只涉及外表面的自接觸，那么可以使用），特別是這樣的模型都涉及內(nèi)部單元之間的接觸，下面給出一個(gè)例子和結(jié)果文件。
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-僅接觸對(duì)接觸-單元刪除法模擬裂紋
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-接觸對(duì)接觸+通用接觸-單元刪除法模擬裂紋
可以發(fā)現(xiàn)：接觸對(duì)接觸+通用接觸很好地解決了沖擊開裂下沖頭與基體、基體自身之間的穿透問題。
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸+接觸對(duì)-brittle cracking-無穿透.rar
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2、改網(wǎng)格模型，改成自己對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格模型，網(wǎng)格用ansys，hypermesh，ansa等前處理軟件都沒問題。
3、改材料參數(shù)，改成你想要的徐變模型，對(duì)著規(guī)范或者是你做出來的試驗(yàn)擬合曲線。
以上即可實(shí)際應(yīng)用。
ANSYS單元類型選擇方法 附ansys結(jié)構(gòu)單元與材料應(yīng)用手冊(cè)下載
六、單元類型選擇方法
7.進(jìn)行完前面的選擇工作，單元類型就基本上已經(jīng)定位在2-3種單元類型上了，接下來打開這幾種單元的幫助手冊(cè)，進(jìn)行以下工作：
仔細(xì)閱讀其單元描述，檢查是否與分析問題的背景吻合、
了解單元所需輸入的參數(shù)、單元關(guān)鍵項(xiàng)和載荷考慮；
了解單元的輸出數(shù)據(jù)；
下載地址：ansys結(jié)構(gòu)單元與材料應(yīng)用手冊(cè)
ANSYS中桿單元和殼單元的單元耦合問題
在比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的有限元分析中，不同的結(jié)構(gòu)部件通常使用不同類型的單元來模擬。
通常情況下，不同類型的單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度數(shù)目是不同的，不同類型單元的連接節(jié)點(diǎn)處的自由度的耦合問題，是一個(gè)比較令人頭疼的問題。
在ANSYS中通常可以用耦合命令CP來耦合不同類型單元在連接節(jié)點(diǎn)處的自由度(DOF)。
也可以用CE命令來認(rèn)為添加自由度之間的約束方程來達(dá)到耦合的目的。
下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的算例，使用了CE命令來耦合連接節(jié)點(diǎn)處的自由度。
模型是航天器的機(jī)翼的一個(gè)Section的某一個(gè)隔框。上下表皮是薄殼結(jié)構(gòu)，用Shell63單元來模擬，在上下表皮之間有起支撐作用的桿件，用link8單元來模擬。
建模的時(shí)候，link8單元和shell63單元在連接有各自獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)。即：link8單元和shell63單元的節(jié)點(diǎn)在連接處是重合的，但是，節(jié)點(diǎn)編號(hào)是各自獨(dú)立的。
link8單元在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有 ux,uy,uz3個(gè)平動(dòng)自由度；
shell63在每個(gè)節(jié)點(diǎn)有ux,uy,uz這3個(gè)平動(dòng)自由度和rotx,roty,rotz這3個(gè)轉(zhuǎn)個(gè)自由，共6個(gè)自由度。
在耦合節(jié)點(diǎn)處，兩個(gè)耦合節(jié)點(diǎn)的ux,uy,uz自由度應(yīng)該是相等的。
這個(gè)等式可以用CE命令來描述。
完整的命令流如下：
finish
/clear,start
/prep7
!定義第一種材料屬性；
mp,ex,1,30e6
mp,prxy,1,0.3
!定義shell63單元和實(shí)常數(shù)；
et,1,shell63
r,1,1e-3
!建立幾何模型；
rectng,31.8,33.2,0,0.3556
agen,2,1,1,1,0,0,1
a,1,4,8,5
a,6,7,3,2
KL,7,0.5, ,
KL,3,0.5, ,
在關(guān)鍵點(diǎn)處生成節(jié)點(diǎn)；
nkpt,100,4 !與編號(hào)為117的節(jié)點(diǎn)耦合
nkpt,101,9 !
展開 ANSYS接觸分析之三_ 接觸力的讀取
問題描述：在ANSYS中可以得到接觸面的法向接觸壓力，但是如何得到接觸力呢？
解決：使用Element Table功能
時(shí)間：2007-6-4
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
附件里面是兩個(gè)例子的對(duì)比，ContactForce_without_Curve為平面接觸，ContactForce_with_Curve為凹面接觸。
兩個(gè)例子都是底面Fixed,在TOP面施加1MPa的壓力。最后計(jì)算出來的結(jié)果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認(rèn)為反映了計(jì)算結(jié)果。
但是這里面有一些疑問，為什么讀取NIMS，58，59，60，61即實(shí)際接觸面積時(shí)得到的接觸力反而小？是否ANSYS自動(dòng)對(duì)單元計(jì)算結(jié)果進(jìn)行投影？
PS：C_Force為單元接觸法向壓力*單元實(shí)際接觸面積的總和
E_Force為單元接觸法向壓力*單元幾何面積的總和
本分析對(duì)需要使用實(shí)體代替梁分析接觸分析時(shí)，可初步解決如何提取軸力的問題。歡迎大家就此問題繼續(xù)探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應(yīng)力云圖
[url=]
接觸力結(jié)果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
展開 
Adams接觸單元的彈簧力和阻尼力的快速繪圖
簡(jiǎn)介
應(yīng)用Adams進(jìn)行兩個(gè)部件的接觸定義一般分為兩種方法，分別為函數(shù)法和幾何接觸定義法。幾何接觸定義法相對(duì)于函數(shù)法，應(yīng)用更為廣泛。而應(yīng)用幾何接觸法定義時(shí)，接觸參數(shù)（接觸剛度、接觸阻尼、接觸指數(shù)以及最大滲入深度）的定義是否合理，一般是通過接觸力組成部分（彈簧力和阻尼力）的占比關(guān)系來判定。但由于Adams后處理沒有預(yù)定義的接觸彈簧力和接觸阻尼力輸出，而用戶自行建立相應(yīng)的輸出，又十分麻煩。本文基于上述這一點(diǎn)，對(duì)如何快速的輸出接觸彈簧力和阻尼力進(jìn)行說明，以快速的預(yù)測(cè)接觸參數(shù)的合理性。
圖1 接觸的定義
接觸彈簧力和阻尼力的快速繪圖Adams
01基本輸入
海克斯康的Adams技術(shù)專家為了方便用戶繪制接觸的彈簧力和阻尼力，根據(jù)彈簧力和阻尼力的基本原理，建立了接觸彈簧力和接觸阻尼力顯示的相關(guān)宏命令，同時(shí)也創(chuàng)建了導(dǎo)入宏命令和創(chuàng)建插件的腳本cmd文件。具體的文件如下表所示：
表1 必要的基本輸入文件
02生成插件bin文件
步驟1：打開Adams View，創(chuàng)建一個(gè)空的模型，進(jìn)入到Adams會(huì)話窗口；注意：Adams的工作目錄為表1文件所在文件夾，整個(gè)路徑不應(yīng)該包含中文，本案例是將表1的整個(gè)文件夾放在桌面上；
圖2 Adams工作目錄的定義
步驟2：生成插件文件。通過File→import或者快捷鍵F2，將build_bin.cmd文件載入至Adams，將在win64對(duì)話框中生成一個(gè)包含宏命令的插件文件advanced_contact_plotting.bin。具體如下圖3所示。
圖3 生成的bin文件
步驟3：將插件文件移至準(zhǔn)確的文件夾或者定義路徑環(huán)境變量。
展開 ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設(shè)置用法概述
ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設(shè)置用法概述
付穌昇
引文：本文寫作目的對(duì)ANSYS Workbench平臺(tái)Mechanical涉及模塊接觸設(shè)置選項(xiàng)進(jìn)行整理和編寫，以ANSYS官方幫助和教程對(duì)于非線性接觸問題的內(nèi)容為基準(zhǔn)（特此聲明），同時(shí)借鑒《ANSYS Workbench17.0數(shù)值模擬與實(shí)例精解》一書相關(guān)文字和配圖，以希望對(duì)初學(xué)者起到一定的引領(lǐng)作用。
一、接觸的基本概念
兩個(gè)分離的表面接觸并相互剪切時(shí)，就稱它們處于接觸狀態(tài)。處于接觸狀態(tài)的表面具有如下特點(diǎn)：
(1)不互相穿透。
(2)能夠傳遞法向壓力和切向摩擦力。
(3)通常不傳遞法向拉力。
接觸的上述特點(diǎn)使接觸表面之間可以自由地分開并遠(yuǎn)離。接觸是強(qiáng)非線性的，隨著接觸狀態(tài)的改變，接觸表面的法向和切向剛度都有顯著的變化。對(duì)于大的剛度突變，收斂問題的挑戰(zhàn)性較大，另外接觸區(qū)域的不確定性、摩擦、以及部件接觸外不再有其他約束，都導(dǎo)致接觸問題的復(fù)雜化。
接觸一般可以考慮兩類接觸問題：
①剛性體-柔性體
②柔性體-柔性體。
其中剛性體不計(jì)算應(yīng)力等。
Workbench-Mechanical提供如下接觸類型和接觸行為：
綁定Bonded：沒有穿透，不分離，面或者邊以及兩者之間不出現(xiàn)滑動(dòng)。
不分離No Separation：與綁定類似，法向不分離，允許接觸面發(fā)生小量無摩擦滑動(dòng)。
無摩擦Frictionless：不穿透，表面之間自由滑動(dòng)，分離不受阻礙。
摩擦Frictional：滑動(dòng)阻力與摩擦系數(shù)成正比，自由分離不受阻礙。
粗糙Rough：與無摩擦類似，但是不允許滑移。
后三種接觸行為均為非線性接觸行為，接觸行為與迭代次數(shù)如表1所示。
展開 ANSYS各類型單元連接專題講解(五)之3D梁單元與殼單元剛接
例如采用ANSYS模擬一個(gè)多層混凝土框架結(jié)構(gòu)，一般除計(jì)算整體指標(biāo)外，我們?cè)谟?jì)算具體荷載作用時(shí)（如風(fēng)荷載、地震作用、恒載、活載等），樓板一般采用彈性版，此時(shí)可用殼單元模擬，主梁、次梁采用梁單元模擬，此時(shí)變?yōu)榱?em>單元包含在殼面內(nèi)的情況，當(dāng)然此類情況是否需要考慮截面偏置，可根據(jù)具體工程而定。
對(duì)這中梁單元包含在殼單元面內(nèi)的情況，只需要將梁單元與殼單元共用節(jié)點(diǎn)即可，而無須格外建立約束方程。
三、梁單元在殼單元內(nèi)但不包含
此種情況為梁與殼位于同一面內(nèi)，但其中面不包含梁線，適用于多尺度建模分析（如下圖）。梁單元與殼單元的連接在端部可以通過剛性梁和剛性區(qū)域兩種方式連接。剛性梁采用MPC184單元，剛性區(qū)域采用Cerig命令，具體使用方法下期文章討論。
展開 3_APDL基礎(chǔ)及仿真理論_solid單元的接觸分析
背景說明：兩個(gè)半徑均為100mm，的正交圓柱體發(fā)生正接觸，作用在兩圓柱接觸體法線方向上的壓力總和1000N，兩圓柱體均為鋼制分析兩圓柱的接觸情況。
分析思路：對(duì)模型進(jìn)行對(duì)稱約束，施加載荷后要進(jìn)行節(jié)點(diǎn)自由度耦合，使加載面的所有節(jié)點(diǎn)能在承載后具有相同的Y方向位移，并且在變形后仍然保持為水平平面。
總結(jié)：
1. 如果不進(jìn)行節(jié)點(diǎn)耦合，結(jié)構(gòu)變形會(huì)產(chǎn)生剛性位移，造成不收斂。但是節(jié)點(diǎn)耦合造成了變形不符合實(shí)際情況，即忽略了施力面的泊松比造成的影響。
2. 由面網(wǎng)格生成體網(wǎng)格，幾何只有面，有限元模型是體，需要定義網(wǎng)格單元，定義拉伸的目標(biāo)單元，對(duì)拉伸選項(xiàng)做出設(shè)置。
3. 接觸部分的細(xì)分十分重要，也是收斂的影響因素。
! 本次學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
!1、命令流的復(fù)雜建模
!重點(diǎn)學(xué)習(xí)下建模。因?yàn)榍疤幚肀M可能用WB，所以這里也是規(guī)則模型。還是太不好用了。我選擇狗帶。
!2、接觸的定義。
!Ansys依據(jù)實(shí)常數(shù)識(shí)別接觸對(duì)，接觸對(duì)要具有同樣的實(shí)常數(shù)定義。而且命令流是根據(jù)選擇的單元來定義接觸單元。GUI操作，也不麻煩。
!3、分析步數(shù)的設(shè)定
!非線性分析時(shí)步數(shù)設(shè)置，線性搜索，自動(dòng)步長(zhǎng)，定義子步。
!求解解析解
finish
/clear
f=1000
e=200
r=100 !命令不區(qū)分大小寫，參數(shù)也不區(qū)分大小寫。
p=2.45*(f*e**2*((r+r)/(r*r))**2)**(1/3) !接觸應(yīng)力的解析解61.73，有限元法結(jié)果59.9MPa
!
展開 