ansys 接觸剛度
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys 接觸剛度的視頻教程
ANSYS新能源汽車懸架系統進階培訓課程-國標極端工況-剛度撓度強度超彈性結構疲勞時域法振動分析
關鍵部件分析 轉向節剛度與強度分析，包括極限工況下的安全性和長期周期性載荷下的可靠性。 防塵罩疲勞分析，關注材料疲勞失效。 連接方式模擬 不同螺栓連接方法對比（MPC法、梁單元法、綁定接觸法、實體單元簡化螺栓），及其對仿真結果的影響。 半軸可靠性與撓度分析 最大縱向力、側向力、垂向力工況下的響應特性。
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ANSYS 接觸分析講解
本系列教學視頻主要講解ANSYS WORKBENCH接觸問題，從最基礎講起，包含接觸面與目標面的選擇、殼單元接觸TOP面與bottom面以及殼厚度影響、接觸算法選擇、接觸檢測點選擇、接觸剛度設置、接觸區域范圍、接觸面偏置等方面做詳細講解。每一種知識點講解均有對應案例，可供學員學習。
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ansys 接觸剛度的實例教程
實體接觸（Contact Entity）
這一接觸類型用于可變形（物體的）節點和剛性幾何面之間，在計算過程中用到了定義幾何面的解析方程。與通常的需要劃分成網格的面段相比，這是一種高級的算法。用于抵抗穿透的接觸力通過罰函數法來獲得。這一方法一般用來在LS-DYNA中模擬那些通常由規則曲面近似而來的假人模型。為了清楚地可視化計算結果，程序會自動在剛性曲面上劃分網格，但是這些網格并不參與計算。解析剛性曲面可以是如下幾種：
無限或有限的平面；
球面；
圓柱面；
超橢球面；
圓環面；
加載曲線中定義的線；
CAL3D/MADYMO 平面；
CAL3D/MADYMO 橢球面；
來自VDA文件的曲面；
來自IGES文件的曲面。
接觸剛度的計算
從節點和主面段之間的接觸關系由兩者之間的線性彈簧表示，彈簧的剛度決定了將施加給從節點和主面段的接觸力。下面簡述兩種計算接觸剛度的方法：
1.罰函數法(SOFT=0 in Optional Card A in '*CONTACT_')
接觸面剛度計算公式如下：
這是默認的計算方法，其中利用接觸面的尺寸和材料的力學性能計算剛度，因此當接觸面之間的材料剛度參數為同一數量級時計算效率很高。當參與接觸的兩個部件的材料不同時，接觸剛度大概是兩個材料剛度中的較小值，如果接觸剛度太小的話則會計算出現錯誤。這種錯誤一般出現在很軟的泡沫材料和金屬材料之間的接觸上。因此我們不建議使用SOFT = 0選項，除非用戶之前用這個選項計算時并沒有出現錯誤。
展開 實體接觸
接觸剛度的計算
從節點和主面段之間的接觸關系由兩者之間的線性彈簧表示，彈簧的剛度決定了將施加給從節點和主面段的接觸力。下面簡述兩種計算接觸剛度的方法：
1.罰函數法(SOFT=0 in Optional Card A in ‘*CONTACT_’)
接觸面剛度計算公式如下：
接觸面剛度計算
這是默認的計算方法，其中利用接觸面的尺寸和材料的力學性能計算剛度，因此當接觸面之間的材料剛度參數為同一數量級時計算效率很高。當參與接觸的兩個部件的材料不同時，接觸剛度大概是兩個材料剛度中的較小值，如果接觸剛度太小的話則會計算出現錯誤。這種錯誤一般出現在很軟的泡沫材料和金屬材料之間的接觸上。因此我們不建議使用SOFT = 0選項，除非用戶之前用這個選項計算時并沒有出現錯誤。
2.軟約束法 (SOFT=1 & 2 on Optional Card A in *CONTACT_ )
這種方法不是默認的，通過參與接觸的節點質量和全局時間步長度來計算接觸剛度。這樣計算出來的剛度與材料參數無關，因此適用于不同材料之間的接觸。如下所示，剛度由節點質量除以時間步的平方并乘以一個確保計算穩定的縮放系數而得。
剛度的計算
通常情況下，對于金屬和金屬之間的接觸，不論是SOFT = 0還是SOFT = 1，計算的結果都是相近的。對于軟泡沫和金屬之間的接觸，SOFT = 1選項會給出高出1-2個數量級的接觸剛度。我們推薦在不同材料的接觸之間使用SOFT = 1選項。
和SOFT = 1類似，SOFT = 2利用了基于節點質量和時間步的罰函數剛度。SOFT = 2調用了基于面段的接觸算法，這種算法起源于Belytschko和他的同事提出的彈球接觸（Pinball contact）。在這種算法下，程序會計算面段之間的接觸問題，而不是傳統的節點-面段接觸問題。
展開 1.引論
經常使用Ansys、Abaqus等一系列有限元分析軟件進行計算、學習的學生或工程師們都會知道在有限元分析建模與計算中剛度矩陣與質量矩陣的重要性。但是由于軟件的黑盒性質，大家往往在實際使用十分成熟的商業化軟件的過程中慢慢忽視了有限元及其衍生出的商業軟件背后的原理與方法。
這時，不管是在學習中還是在工程應用中往往都會遇到一個同樣的問題，那么就是如何將Ansys APDL運行中的產生的各種數據（例如：剛度矩陣、質量矩陣）導出成為我們熟悉的形式或文件格式，從而為我們所用，所分析。
因此我決定寫下此篇文章來幫助很多實際工作或學習中需要用到此類技能的同學、同事們，讓大家更了解Ansys APDL背后的工作原理與數據導出方式。
當然，在社區中早就有大佬回答過了這個問題，并給大家制作了相應的提取矩陣軟件，其軟件具備了簡單、便捷的操作方式，讓很多想要提取剛度矩陣與質量矩陣的同僚們受益，那么我為什么還要寫一篇這樣的文章重新提起這樣一個話題呢？這就又回到了我開頭所說的“原理與方法”，我在此更希望面對想要進一步學習了解軟件背后機理的群體，并在此基礎上保留教學的簡潔性，提供導出矩陣與轉換、列式、求解的源代碼，使其既兼顧基本原理，又可以讓大家直接上手使用，非常的便捷，也避免了很多因為優化不完全導致的運行bug。
2.有限元軟件導出剛度矩陣與質量矩陣的方法
在使用APDL進行求解時，每次在求解完成后都會在工作路徑下生成一個.full文件，而這個文件十分關鍵，其正是剛度矩陣與質量矩陣的所在之處。
展開 背景
從事結構振動控制、車橋耦合振動、結構健康監測傳感器優化布置、結構動力性能分析等等一系列研究的同仁們應該都面臨過一個同樣的問題—“怎么把結構的剛度和質量矩陣建立出來？”。這對于那些數值分析高手和專家可能不是什么問題；但是對于科研剛入門的新手來說，這個難度還是相當大的。如果都靠自己寫程序來建立有限元模型，則對理論基礎、編程水平都有很高的要求，甚至程序做出來也未必能保證其正確性，是一個很讓人頭疼的問題。
對于一些簡單的被動控制裝置或簡單的動力學分析，當然也可以在有限元分析軟件中構造出裝置組成直接分析（剛度+阻尼類型），但是對于稍復雜一些的控制裝置和耦合分析等問題，會受到平臺功能上的限值，尤其是對于主動和半主動等涉及控制算法的研究來說，基本很難在有限元軟件平臺上實現分析。再加上如果需要對裝置進行參數優化，需要進行多次重復計算，難度就更大。
Ansys、ABAQUS等軟件平臺給我們提供了比較穩定有效的有限元模型建立平臺，通過借助商業軟件來建立模型，再將其中的剛度、質量矩陣導出，是非?？扇〉囊环N方法。如果能夠提取出模型的矩陣，明晰計算原理，就能夠很容易的通過自己的程序設計對計算過程進行補充、調整，來達到自己定制的計算分析目的。其實，不僅對于振動控制，比如結構靜動力分析、車橋耦合分析、結構傳感器優化配置方案設計等，都有應用需求。因此，一個能夠便捷的提取結構矩陣的方法就顯得至關重要。
技術鄰平臺已經有大佬提供了ABAQUS軟件剛度和質量矩陣的導出方法。這里補充一下在ANSYS中導出質量和剛度矩陣的方法和小軟件。
2.
展開 這時用編輯器打開cp.out文件，可以看到按單元寫出的質量、剛度等矩
陣
ANSYS中整體、單元剛度和質量矩陣的提取.rar
ansys 接觸剛度的相關專題、標簽、搜索
ansys 接觸剛度的最新內容
AnsysWB-回形針接觸仿真4個月前
[圖片]
AnsysWB-接觸面磨損模擬5個月前
磨損是指固體物體在與另一物體接觸時，其表面材料逐漸減少的現象。該程序通過重新定位接觸節點來近似模擬這種材料的損耗情況。 新的節點位置是通過一個磨損模型來確定的，該模型會根據接觸結果計算出接觸節點需要移動的量以及移動的方向，以模擬磨損情況。
這個示例展示了如何使用Archard磨損模型。由于磨損涉及材料的去除，位于接觸元素下方的實體元素的質量會隨著磨損程度的增加而逐漸變差
在該示例中，多股導線通過一種稱為壓接的機械變形工藝與電氣端子（連接器）連接在一起。連接器的U形部分（握持部分）由一個堅硬的沖頭折疊環繞在導線上，形成一個B形壓接，從而在導線與電氣端子之間實現連接。
由于這種模型的復雜性，通過基于對偶的接觸方法來定義所有可能的接觸面將是一項困難且耗時的任務。通過使用通用接觸方法，接觸面會自動創建。只有有限數量的接觸面需要指定非默認的接觸屬性
在有限元分析中，ANSYS 可以導出大規模稀疏矩陣（如剛度矩陣、質量矩陣），通常使用 Harwell-Boeing (HB) CCS 格式。這些矩陣對后續二次開發、動力學分析或自定義求解器非常重要，但由于其稀疏和壓縮存儲形式，直接在 MATLAB 中讀取和使用并不方便。
本文提供了 兩個 MATLAB 函數，可直接從 ANSYS 導出的 HB 矩陣文件中讀取并重構成 MATLAB 稀疏矩陣：
10 月 24 日 · 線下零距離 · 與 Ansys Fellow 朱永誼博士面對面
當產品復雜度從“零件”躍遷到“系統”，有限元模型動輒上億自由度，接觸對數量呈指數級增長。如何讓“超大規模裝配模型在 8 小時內完成建模-求解-校核”成為日常，而非傳奇？
10 月 24 日（周五）下午，Ansys 總部院士朱永誼博士首次線下開講，帶來四大“黑科技”：
1
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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習銷軸的三維模型處理
2、學習銷軸非線性接觸相關的接觸設置
3、學習靜力學分析步的建立
4、學習銷軸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 銷軸非線性接觸靜力學分析
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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習赫茲接觸的二維模型處理
2、學習赫茲非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜力學分析步的建立
4、學習赫茲接觸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習管道夾的三維模型處理
2、學習管道夾非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習管道夾非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
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、學習車輪軌道的三維模型處理
2、學習車輪軌道非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習車輪軌道非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 車輪軌道接觸分析
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、學習鼓剎的三維模型處理
2、學習鼓剎非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習鼓剎接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 鼓剎非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件
