ansys接觸問題類型
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys接觸問題類型的實例教程
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 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。
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 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 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。
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1、基于Ansys的霍爾效應的仿真分析
作者：大龍貓??
鏈接：https
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
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
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
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
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ABAQUS做的，后面會有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下
根據ANSYS的使用者反饋，針對非線性接觸問題上的求解，經常會有客戶出現不收斂的情況，在調試收斂性上花費大量的時間。本文主要針對ANSYS 接觸不收斂問題進行方法上的技巧總結，希望通過本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對每一種不收斂問題，選擇正確的方法都能使不收斂問題解決變得容易起來。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因
ANSYS 高級接觸問題 1
?接觸問題概述 ?在工程中會遇到大量的接觸問題，如齒輪的嚙合、法蘭聯接、機電軸承接觸、卡頭與卡座、密封、板成形、沖擊等等。接觸是典型的狀態非線性問題，它是一種高度非線性行為。接觸例子如圖1： ?
?分析中常常需要確定兩個或多個相互接觸物體的位移、接觸區域的大小和接觸面上的應力分布。 ?接觸分析存在兩大難點： ?在求解之前，你不知道接觸區域、表面之間是接觸或分開是未知的
