ansys 接觸類型的案例
ANSYS WORKBENCH提供的六種接觸類型
不少朋友提到了關于接觸類型的問題，對于如何使用接觸類型弄不清楚。為了幫助剛入門的朋友們了解這些接觸類型，筆者首先翻譯了ANSYS 關于接觸類型的幫助，然后對之進行點評。
翻譯的部分幫助如下：
ANSYS WORKBENCH提供了6種接觸類型，這些接觸類型大多只對面接觸使適用。
（1）bonded.使用綁定以后，在接觸面或者接觸邊之間不存在切向的相對滑動或者法向的相對分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區域（實體接觸，面接觸，線接觸）。
（2）no separation.這與綁定類似。在接觸面或者接觸線之間不允許發生法向的相對分離，但是允許發生少量的切向無摩擦滑動。
（3）frictionless:用于模擬無摩擦的單邊接觸。所謂單邊接觸，就是說，一旦兩個物體之間出現了分離，則法向力就為零。因此當外力發生改變時，接觸面之間可能會分開，也可能會閉合。這種情況下假設摩擦系數為零，即當發生切向相對滑動時，沒有摩擦力。
（4）rough：與無摩擦接觸類型相似。它模擬非常粗糙的接觸，保證兩個物體之間只是發生靜摩擦，而不會發生切向的滑移，從而不會產生滑動摩擦。它相當于在兩個物體之間施加了無限大的摩擦系數。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實際的情況，兩個接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動。當切向外力大于最大靜摩擦力后，發生切向滑動。一旦發生切向滑動后，會在接粗面之間出現滑動摩擦力，該滑動摩擦力要根據正壓力和摩擦系數來計算。此時需要用戶輸入摩擦系數。
（6）forced frictional sliding:該選項只對剛體動力學適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時，系統會在每個接觸點上施加一個切向的阻力。該切向阻力正比于法向接觸力。
到底使用哪種接觸類型，取決于你需要解決的問題。
展開 ANSYS接觸類型及用法簡介
1接觸類型
在ANSYS中有六種接觸類型，分別如下：
（1）Bonded:接觸面間無切向滑移或法向分離
（2）No Separation:接觸面間無法向分離，但有切向無摩擦滑動
（3）Frictionless:無摩擦的單邊接觸
（4）Rough:粗糙。兩物體間只發生靜摩擦，不會發生切向的滑移，即摩擦系數無限大
（5）Frictional:有摩擦的接觸。兩接觸面間既可以法向分離，也可以切向滑動，用戶需定義摩擦系數。
（6）Forced Frictional Sliding:只適用于剛體動力學。與Frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。 程序會在每個接觸點上施加一個切向的阻力，該切向阻力正比于法向接觸力。
2接觸類型選用原則
（1）法線方向不可分開，切線方向也無相對滑動，則使用Boneded
（2）法線方向不可分開，切線方向有輕微的無摩擦滑動，則用No Separation
（3）法線方向可以分開，切線方向無相對滑動，則用Rough
（4）法線方向可以分開，切線方向有相對滑動，且沒有摩擦力，則是Frictionless
（5）法線方向可以分開，切線方向有相對滑動，存在摩擦力，則是Frictional
展開 ANSYS Workbench中的接觸類型
目前，ANSYSWorkbench中提供了5種接觸類型，單從字面上很難理解這幾種接觸的區別，下面根據幫助里的說明解釋如下：
Bonded（綁定）:這是Workbench中關于接觸的默認設置。如果接觸區域被設置為綁定，不允許面或線間有相對滑動或分離，可以將此區域看做被連接在一起，類似于共結點。因為接觸長度/面積是保持不變的，所以這種接觸可以用作線性求解。如果接觸是從數學模型中設定的，程序將填充所有的間隙，忽略所有的初始滲透。
No Separation（不分離）:這種接觸方式和綁定類似。它只適用于面。不允許接觸區域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動。即法向不分離，切向可以有小位移，也只用于線性接觸。
Frictionless（無摩擦）:這種接觸類型代表單邊接觸，即如果出現分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據不同的載荷，模型間可以出現間隙。它是非線性求解，因為在載荷施加過程中接觸面積可能會發生改變。假設摩擦系數為零，因此允許自由滑動。使用這種接觸方式時，需注意模型約束的定義，防止出現欠約束。法向可分離，但不滲透，切向自由滑動。程序會給裝配體加上弱彈簧，幫助固定模型，以得到合理的解。
Rough（粗糙的）:這種接觸方式和無摩擦類似。但表現為完全的摩擦接觸，即沒有相對滑動，法向可分離，不滲透，切向不滑動。只適用于面接觸。默認情況下，不自動消除間隙。這種情況相當于接觸體間的摩擦系數為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發生相對滑動前，兩接觸面可以通過接觸區域傳遞一定數量的剪應力。有點像膠水。法向可分離，但不滲透，切向滑動，有摩擦力。模型在滑動發生前定義一個等效的剪應力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應力超過此值，兩面將發生相對滑動。只適用于面接觸。摩擦系數可以是任意非負值。
展開 ANSYS Workbench六種接觸類型解析
ANSYS Workbench提供了6種接觸類型，這些接觸類型大多只對面接觸適用。
（1）bonded.使用綁定以后，在接觸面或者接觸邊之間不存在切向的相對滑動或者法向的相對分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區域（實體接觸，面接觸，線接觸）。
（2）no separation.這與綁定類似。在接觸面或者接觸線之間不允許發生法向的相對分離，但是允許發生少量的切向無摩擦滑動。
（3）frictionless:用于模擬無摩擦的單邊接觸。所謂單邊接觸，就是說，一旦兩個物體之間出現了分離，則法向力就為零。因此當外力發生改變時，接觸面之間可能會分開，也可能會閉合。這種情況下假設摩擦系數為零，即當發生切向相對滑動時，沒有摩擦力。
（4）rough：與無摩擦接觸類型相似。它模擬非常粗糙的接觸，保證兩個物體之間只是發生靜摩擦，而不會發生切向的滑移，從而不會產生滑動摩擦。它相當于在兩個物體之間施加了無限大的摩擦系數。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實際的情況，兩個接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動。當切向外力大于最大靜摩擦力后，發生切向滑動。一旦發生切向滑動后，會在接粗面之間出現滑動摩擦力，該滑動摩擦力要根據正壓力和摩擦系數來計算。此時需要用戶輸入摩擦系數。
（6）forced frictional sliding:該選項只對剛體動力學適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時，系統會在每個接觸點上施加一個切向的阻力。該切向阻力正比于法向接觸力。
到底使用哪種接觸類型，取決于你需要解決的問題：
如果（1）需要模擬兩個物體之間輕微的分離（2）要獲得接接觸面附近的應力，那么可以考慮下列三種接觸類型：frictionless,rough和frictional.它們可以模擬間隙，并能更精確的建模真實的接觸區域。
展開 
ANSYS Workbench五種接觸類型淺析
Workbench中提供了5種接觸類型，單從字面上很難理解這幾種接觸的區別，下面將幫助中關于這幾個接觸類型的描述翻譯出來，供參考:
Bonded（綁定）:這是AWE中關于接觸的默認設置。如果接觸區域被設置為綁定，不允許面或線間有相對滑動或分離。可以將此區域看做被連接在一起。因為接觸長度/面積是保持不變的，所以這種接觸可以用作線性求解。如果接觸是從數學模型中設定的，程序將填充所有的間隙，忽略所有的初始滲透。
No Separation（不分離）:這種接觸方式和綁定類似。它只適用于面。不允許接觸區域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動。
Frictionless（無摩擦）:這種接觸類型代表單邊接觸，即，如果出現分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據不同的載荷，模型間可以出現間隙。它是非線性求解，因為在載荷施加過程中接觸面積可能會發生改變。假設摩擦系數為零，因此允許自由滑動。使用這種接觸方式時，需注意模型約束的定義，防止出現欠約束。程序會給裝配體加上弱彈簧，幫助固定模型，以得到合理的解。
Rough（粗糙的）:這種接觸方式和無摩擦類似。但表現為完全的摩擦接觸，即沒有相對滑動。只適用于面接觸。默認情況下，不自動消除間隙。這種情況相當于接觸體間的摩擦系數為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發生相對滑動前，兩接觸面可以通過接觸區域傳遞一定數量的剪應力。有點像膠水。模型在滑動發生前定義一個等效的剪應力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應力超過此值，兩面將發生相對滑動。只適用于面接觸。摩擦系數可以是任意非負值。
以上描述可能有點長，如果難以理解，下面有其他朋友總結的：
Bonded：無相對位移，如同共用節點。
No Separation：法向不分離，切向可以有小位移。
后面三種為非線性接觸。
展開 ANSYS Workbench中的接觸類型【轉】
ANSYS Workbench中的接觸類型
目前，ANSYSWorkbench中提供了5種接觸類型，單從字面上很難理解這幾種接觸的區別，下面根據幫助里的說明解釋如下：
Bonded（綁定）:這是Workbench中關于接觸的默認設置。如果接觸區域被設置為綁定，不允許面或線間有相對滑動或分離，可以將此區域看做被連接在一起，類似于共結點。因為接觸長度/面積是保持不變的，所以這種接觸可以用作線性求解。如果接觸是從數學模型中設定的，程序將填充所有的間隙，忽略所有的初始滲透。
No Separation（不分離）:這種接觸方式和綁定類似。它只適用于面。不允許接觸區域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動。即法向不分離，切向可以有小位移，也只用于線性接觸。
Frictionless（無摩擦）:這種接觸類型代表單邊接觸，即如果出現分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據不同的載荷，模型間可以出現間隙。它是非線性求解，因為在載荷施加過程中接觸面積可能會發生改變。假設摩擦系數為零，因此允許自由滑動。使用這種接觸方式時，需注意模型約束的定義，防止出現欠約束。法向可分離，但不滲透，切向自由滑動。程序會給裝配體加上弱彈簧，幫助固定模型，以得到合理的解。
Rough（粗糙的）:這種接觸方式和無摩擦類似。但表現為完全的摩擦接觸，即沒有相對滑動，法向可分離，不滲透，切向不滑動。只適用于面接觸。默認情況下，不自動消除間隙。這種情況相當于接觸體間的摩擦系數為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發生相對滑動前，兩接觸面可以通過接觸區域傳遞一定數量的剪應力。有點像膠水。法向可分離，但不滲透，切向滑動，有摩擦力。模型在滑動發生前定義一個等效的剪應力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應力超過此值，兩面將發生相對滑動。
展開 關于ANSYS workbench六種接觸類型解釋與選用。
ANSYS WORKBENCH提供了6種接觸類型，這些接觸類型大多只對面接觸使適用。
（1）bonded.使用綁定以后，在接觸面或者接觸邊之間不存在切向的相對滑動或者法向的相對分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區域（實體接觸，面接觸，線接觸）。
（2）no separation.這與綁定類似。在接觸面或者接觸線之間不允許發生法向的相對分離，但是允許發生少量的切向無摩擦滑動。
（3）frictionless:用于模擬無摩擦的單邊接觸。所謂單邊接觸，就是說，一旦兩個物體之間出現了分離，則法向力就為零。因此當外力發生改變時，接觸面之間可能會分開，也可能會閉合。這種情況下假設摩擦系數為零，即當發生切向相對滑動時，沒有摩擦力。
（4）rough：與無摩擦接觸類型相似。它模擬非常粗糙的接觸，保證兩個物體之間只是發生靜摩擦，而不會發生切向的滑移，從而不會產生滑動摩擦。它相當于在兩個物體之間施加了無限大的摩擦系數。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實際的情況，兩個接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動。當切向外力大于最大靜摩擦力后，發生切向滑動。一旦發生切向滑動后，會在接粗面之間出現滑動摩擦力，該滑動摩擦力要根據正壓力和摩擦系數來計算。此時需要用戶輸入摩擦系數。
（6）forced frictional sliding:該選項只對剛體動力學適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時，系統會在每個接觸點上施加一個切向的阻力。該切向阻力正比于法向接觸力。
到底使用哪種接觸類型，取決于你需要解決的問題。如果（1）需要模擬兩個物體之間輕微的分離（2）要獲得接接觸面附近的應力，那么可以考慮下列三種接觸類型：frictionless,rough和frictional.它們可以模擬間隙，并能更精確的建模真實的接觸區域。
展開 LS-DYNA中的接觸問題：工作原理，接觸類型，單向接觸
接觸問題的處理是許多大變形問題中的基本環節，不同體之間精確接觸模型的建立對于提高有限元模型的預測能力是至關重要的。LS-DYNA擁有大量的接觸類型，其中，一些類型專門用于特殊問題，而其他類型則適用于更多的常見問題。此外，LS-DYNA中還有許多舊版本的接觸類型。盡管它們目前很少用到，但還是被保留了下來，以保證順利計算那些建立在舊版本上的有限元模型。用戶在進行有限元前處理時，會發現有非常多的接觸類型可供選擇，而這份文檔則將對LS-DYNA中的接觸類型進行相關的概述，以便作為用戶選擇接觸類型和接觸參數的一份參考手冊。
接觸是如何工作的
在LS-DYNA中，接觸是通過給定需要程序檢查的，可能發生從節點穿透主面段的位置（location）來定義的，這里的“位置”可以來自部件、部件集合、面段集合以及節點集合。在計算中的每一個時間步，程序會利用多個算法中的某一種來查找可能發生的穿透。例如在基于罰函數的接觸中，當程序檢測到穿透發生，就會對穿透的節點施加穿透深度成比例的力以便抵抗穿透的繼續進行，并最大可能地消除已經出現的穿透現象。除非另行聲明，否則這里討論的接觸均是基于罰函數的接觸類型，而不是基于約束的接觸類型。在罰函數接觸中，可能會出現剛性體，為了使接觸力可以如實分布到接觸面上，我們建議對剛性體的網格劃分密度要和變形體的密度一致。
盡管我們可以很方便，很高效地在一個模型中定義某一中接觸，以處理可能發生的接觸問題，但是請不要在同一個接觸面上定義多個接觸。通常，在同一個接觸面上定義的多個接觸會產生多個接觸力，這會導致計算不穩定。
為了使用戶可以靈活地處理各種接觸問題，LS-DYNA提供了多種接觸類型和接觸參數，用來控制接觸問題處理過程中的不同設置。在下面的幾節中，我們首先介紹了不同的接觸類型并給出可用于哪些應用問題的建議，然后給出了一些可用的接觸參數。
展開 LS-DYNA中的接觸問題（一）（工作原理，接觸類型，單向接觸）
本文翻譯自官方文檔，原文鏈接：
https://www.dynasupport.com/tutorial/ls-dyna-users-guide/contact-modeling-in-ls-dyna
接觸問題的處理是許多大變形問題中的基本環節，不同體之間精確接觸模型的建立對于提高有限元模型的預測能力是至關重要的。LS-DYNA擁有大量的接觸類型，其中，一些類型專門用于特殊問題，而其他類型則適用于更多的常見問題。此外，LS-DYNA中還有許多舊版本的接觸類型。盡管它們目前很少用到，但還是被保留了下來，以保證順利計算那些建立在舊版本上的有限元模型。用戶在進行有限元前處理時，會發現有非常多的接觸類型可供選擇，而這份文檔則將對LS-DYNA中的接觸類型進行相關的概述，以便作為用戶選擇接觸類型和接觸參數的一份參考手冊。
接觸是如何工作的
在LS-DYNA中，接觸是通過給定需要程序檢查的，可能發生從節點穿透主面段的位置（location）來定義的，這里的“位置”可以來自部件、部件集合、面段集合以及節點集合。在計算中的每一個時間步，程序會利用多個算法中的某一種來查找可能發生的穿透。例如在基于罰函數的接觸中，當程序檢測到穿透發生，就會對穿透的節點施加穿透深度成比例的力以便抵抗穿透的繼續進行，并最大可能地消除已經出現的穿透現象。除非另行聲明，否則這里討論的接觸均是基于罰函數的接觸類型，而不是基于約束的接觸類型。在罰函數接觸中，可能會出現剛性體，為了使接觸力可以如實分布到接觸面上，我們建議對剛性體的網格劃分密度要和變形體的密度一致。
盡管我們可以很方便，很高效地在一個模型中定義某一中接觸，以處理可能發生的接觸問題，但是請不要在同一個接觸面上定義多個接觸。
展開 ANSYS/WORKBENCH的接觸簡介
詳解請參考專家海闊天空5的技術貼《關于ANSYS workbench六種接觸類型解釋與選用》
網址為：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/291466
Abaqus中接觸問題中單元類型的選擇
1.關于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會構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）和非協調單元（C3D8I）。
較復雜接觸問題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應用于復雜的接觸模擬問題而設計的，在模型復雜的接觸分析中推薦使用，但是計算時間也大大增加。
備注：具體內容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應用》，第12章--接觸
展開 
LS-DYNA中的接觸類型及適用場合
lsdyna中有22種的接觸類型，為了選擇合適的接觸類型，往往需要對接觸集合和算法有深入的理解。
接觸算法是程序用來處理接觸面的方法。有3種：（1）singel surface contact；（2）nodes to surface contact；（3）surface to surface contact
一個接觸集合為具有特別相似特性的接觸類型的集合。有9種：（1）general；（2）automatic；（3）rigid；（4）tied；（5）tied with failure；（6）eroding；（7）edge；（8）drawbead；（9）forming。
1、單面接觸
單面接觸用于當一個物體外表面與自身接觸或和另一個物體的外表面接觸時使用。是最通用的接觸類型。程序會搜索模型中的所有外表面，檢查其間是否相互發生穿透。不需要定義接觸面與目標面。
大多數沖擊與碰撞問題需要定義單面接觸。當接觸面之間的穿透超過接觸單元厚度40％時，單面接觸自動釋放接觸，對下面問題造成威脅。如：超薄部分，具有低剛度的軟體，高速運動物體之間的接觸。
單面接觸在ASCII rcforc文件中不記錄所有的接觸反作用力，如果需要接觸反力，可以使用點到面或面到面的接觸。
2、點面接觸
點面接觸發生在一個接觸節點碰到目標面時。由于它是非對稱的，所有是最快的算法，只考慮沖擊目標面的節點。
對于點面接觸，必須指定接觸面與目標面的節點組元或PART號。
當使用點面接觸時，注意：平面與凹面為目標面，凸面為接觸面。粗網格為目標面，細網格為接觸面。對于drawbead接觸，壓延筋總是節點接觸面，工件為目標面。
3、面面接觸
當一個面穿透另一個物體的面時，使用面面接觸算法。它完全對稱，因此接觸面與目標面選擇時任意的。
展開 基于MeshFree的套筒的不同接觸類型分析
套筒接觸類型分析.rar
1.背景
通過對套筒定義合適的接觸類型模擬管件的受力現象，用MeshFree檢查不同分析類型的差異。
2.材料類型
導入Hitch_Assembly.x_t文件到MeshFree中，接受默認設置，并把實體分配對應的材料屬性，分析類型選靜力。
3.約束定義
在圖中高亮位置設置如圖所示的自由約束：Tx、Ty、Tz
4.荷載設置
在圖示位置加載y方向的集中力-1000N
5.接觸設置
分3種接觸類型設置
5.1焊接接觸
軟件在導入CAD文件時，會自動搜索接觸位置，并在相應位置設默認的焊接接觸，保存為Hitch.mef
5.2滑動接觸
將文件保存為新的名字，如Bi-directional Sliding.mef，分析類型、材料、約束、載荷設置同上，將部分接觸修改為下圖所示的滑動接觸
5.3一般接觸
將文件保存為新的名字，如General Contact.mef，分析類型、材料、約束、載荷設置同上，將部分接觸修改為下圖所示的一般接觸
6. 結果分析
接觸類型
焊接接觸
滑動接觸
一般接觸
位移結果
應力結果
對于焊接接觸，可以看出，由于套筒與管件緊密相連，位移和應力是連續的(位移結果見框)。實際上，這兩種材料并不像焊在一起一樣緊密相連，而是用螺栓固定。
展開 ANSYS不同單元類型連接專題（二）Solid-Beam單元的連接（類型二）
為了與solid-beam模型計算的結果進行比較，計算時我們使用與solid-beam模型相同的材料模型、單元尺寸和類型、載荷、邊界條件。
計算完成后，提取計算結果文件中的整體變形、整體應力和圓孔面上的應力如下。
1.整體變形。提取變形結果，我們發現：最大變形量為0.873mm。
2.整體應力。提取應力結果，我們發現：最大應力值為20.181 MPa （應力奇異位置，應力值失真）。
3. 圓孔面上的應力。應力最大值為3.583MPa（此結果非精確結果，如想得到精確結果需要進一步細化網格）。
通過對比兩次計算的結果發現：
1）全部使用Solid單元進行分析和使用Solid單元和Beam單元連接起來進行分析，
計算結果幾乎完全一致；（整體應力最大數值的大小和位置，使用solid單元計算存在應力奇異，不進行比較）。
2）使用Solid單元和Beam單元建模和全部使用solid單元進行建模相比，節點數量大大減少，
顯著
降低了計算量。
三、連接原理。
詳見上篇文章
《ANSYS不同單元類型連接專題（一）Solid-Beam單元的連接》。
至此，本文完結。
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展開 LS-Dyna中的Tied接觸類型及其對應關鍵字（ 附一個shell to solid的案例）
通過tie連接搭建實體殼體的連接案例以及LS-Dyna中的Tied接觸類型及其對應關鍵字介紹
對應的k文件
contact_tied_shell_edge_solid.k
contact_tied_shell_edge_solid_alt.k
LS-Dyna中的Tied接觸類型分為4種，下面分別對其介紹，并介紹各個類型所對應的關鍵字。
1、僅約束平移自由度，無失效，無offset
在Tied接觸類型中，從節點被約束到主面上并一起運動。在仿真開始時，基于從節點到主段的正交投影來定位每個從節點的最近主段。根據已定的標準，如果從節點被認為距離主段很近，那么從節點會移動到主面上，通過這種方式，可以稍微改變初始幾何形狀而不會引起任何應力。建議定義Tied接觸時，不由partID定義，而是由節點/段的set定義。這樣，用戶就可以更直接地控制，從而防止產生錯誤約束。隨著仿真的進行，從節點相對于其主節點的等參位置通過運動約束方程保持不變。這種tied接觸類型對應的關鍵字有：
*CONTACT_TIED_NODES_TO_SURFACE
*CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE
通常情況下，這些接觸類型應僅與實體單元一起使用，因為從節點的旋轉自由度不受約束。將這種接觸類型用于殼單元可能會產生不切實際的“柔軟行為”（soft behavior）。以上兩個接觸類僅在輸入格式（從段和從節點）上有所不同，數值處理是一樣的。
通常，當在相似材料之間使用tied接觸時，主面應該是質量較差的網格邊，因為這些約束不是對稱地應用。但如果是一種軟材料（如泡沫、海綿等），則主面應該是硬材料。
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