ansys界面接觸類型的案例
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(dòng)
（3）Frictionless:無摩擦的單邊接觸
（4）Rough:粗糙。兩物體間只發(fā)生靜摩擦，不會(huì)發(fā)生切向的滑移，即摩擦系數(shù)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(dòng)，用戶需定義摩擦系數(shù)。
（6）Forced Frictional Sliding:只適用于剛體動(dòng)力學(xué)。與Frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。 程序會(huì)在每個(gè)接觸點(diǎn)上施加一個(gè)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(duì)滑動(dòng)，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(dòng)，則用No Separation
（3）法線方向可以分開，切線方向無相對(duì)滑動(dòng)，則用Rough
（4）法線方向可以分開，切線方向有相對(duì)滑動(dòng)，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(duì)滑動(dòng)，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(qū)別，下面根據(jù)幫助里的說明解釋如下：
Bonded（綁定）:這是Workbench中關(guān)于接觸的默認(rèn)設(shè)置。如果接觸區(qū)域被設(shè)置為綁定，不允許面或線間有相對(duì)滑動(dòng)或分離，可以將此區(qū)域看做被連接在一起，類似于共結(jié)點(diǎn)。因?yàn)?em>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(shù)學(xué)模型中設(shè)定的，程序?qū)⑻畛渌械拈g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(qū)域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動(dòng)。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(xiàn)分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據(jù)不同的載荷，模型間可以出現(xiàn)間隙。它是非線性求解，因?yàn)樵谳d荷施加過程中接觸面積可能會(huì)發(fā)生改變。假設(shè)摩擦系數(shù)為零，因此允許自由滑動(dòng)。使用這種接觸方式時(shí)，需注意模型約束的定義，防止出現(xiàn)欠約束。法向可分離，但不滲透，切向自由滑動(dòng)。程序會(huì)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(xiàn)為完全的摩擦接觸，即沒有相對(duì)滑動(dòng)，法向可分離，不滲透，切向不滑動(dòng)。只適用于面接觸。默認(rèn)情況下，不自動(dòng)消除間隙。這種情況相當(dāng)于接觸體間的摩擦系數(shù)為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前，兩接觸面可以通過接觸區(qū)域傳遞一定數(shù)量的剪應(yīng)力。有點(diǎn)像膠水。法向可分離，但不滲透，切向滑動(dòng)，有摩擦力。模型在滑動(dòng)發(fā)生前定義一個(gè)等效的剪應(yīng)力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應(yīng)力超過此值，兩面將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。只適用于面接觸。摩擦系數(shù)可以是任意非負(fù)值。
展開 ANSYS WORKBENCH提供的六種接觸類型
不少朋友提到了關(guān)于接觸類型的問題，對(duì)于如何使用接觸類型弄不清楚。為了幫助剛?cè)腴T的朋友們了解這些接觸類型，筆者首先翻譯了ANSYS 關(guān)于接觸類型的幫助，然后對(duì)之進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。
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(duì)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(duì)滑動(dòng)或者法向的相對(duì)分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區(qū)域（實(shí)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(fā)生法向的相對(duì)分離，但是允許發(fā)生少量的切向無摩擦滑動(dòng)。
（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(gè)物體之間出現(xiàn)了分離，則法向力就為零。因此當(dāng)外力發(fā)生改變時(shí)，接觸面之間可能會(huì)分開，也可能會(huì)閉合。這種情況下假設(shè)摩擦系數(shù)為零，即當(dāng)發(fā)生切向相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，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(gè)物體之間只是發(fā)生靜摩擦，而不會(huì)發(fā)生切向的滑移，從而不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。它相當(dāng)于在兩個(gè)物體之間施加了無限大的摩擦系數(shù)。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實(shí)際的情況，兩個(gè)接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動(dòng)。當(dāng)切向外力大于最大靜摩擦力后，發(fā)生切向滑動(dòng)。一旦發(fā)生切向滑動(dòng)后，會(huì)在接粗面之間出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力，該滑動(dòng)摩擦力要根據(jù)正壓力和摩擦系數(shù)來計(jì)算。此時(shí)需要用戶輸入摩擦系數(shù)。
（6）forced frictional sliding:該選項(xiàng)只對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在每個(gè)接觸點(diǎn)上施加一個(gè)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 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(duì)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(duì)滑動(dòng)或者法向的相對(duì)分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區(qū)域（實(shí)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(fā)生法向的相對(duì)分離，但是允許發(fā)生少量的切向無摩擦滑動(dòng)。
（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(gè)物體之間出現(xiàn)了分離，則法向力就為零。因此當(dāng)外力發(fā)生改變時(shí)，接觸面之間可能會(huì)分開，也可能會(huì)閉合。這種情況下假設(shè)摩擦系數(shù)為零，即當(dāng)發(fā)生切向相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，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(gè)物體之間只是發(fā)生靜摩擦，而不會(huì)發(fā)生切向的滑移，從而不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。它相當(dāng)于在兩個(gè)物體之間施加了無限大的摩擦系數(shù)。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實(shí)際的情況，兩個(gè)接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動(dòng)。當(dāng)切向外力大于最大靜摩擦力后，發(fā)生切向滑動(dòng)。一旦發(fā)生切向滑動(dòng)后，會(huì)在接粗面之間出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力，該滑動(dòng)摩擦力要根據(jù)正壓力和摩擦系數(shù)來計(jì)算。此時(shí)需要用戶輸入摩擦系數(shù)。
（6）forced frictional sliding:該選項(xiàng)只對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在每個(gè)接觸點(diǎn)上施加一個(gè)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(gè)物體之間輕微的分離（2）要獲得接接觸面附近的應(yīng)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(shí)的接觸區(qū)域。
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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(qū)別，下面將幫助中關(guān)于這幾個(gè)接觸類型的描述翻譯出來，供參考:
Bonded（綁定）:這是AWE中關(guān)于接觸的默認(rèn)設(shè)置。如果接觸區(qū)域被設(shè)置為綁定，不允許面或線間有相對(duì)滑動(dòng)或分離。可以將此區(qū)域看做被連接在一起。因?yàn)?em>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(shù)學(xué)模型中設(shè)定的，程序?qū)⑻畛渌械拈g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(qū)域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動(dòng)。
Frictionless（無摩擦）:這種接觸類型代表單邊接觸，即，如果出現(xiàn)分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據(jù)不同的載荷，模型間可以出現(xiàn)間隙。它是非線性求解，因?yàn)樵谳d荷施加過程中接觸面積可能會(huì)發(fā)生改變。假設(shè)摩擦系數(shù)為零，因此允許自由滑動(dòng)。使用這種接觸方式時(shí)，需注意模型約束的定義，防止出現(xiàn)欠約束。程序會(huì)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(xiàn)為完全的摩擦接觸，即沒有相對(duì)滑動(dòng)。只適用于面接觸。默認(rèn)情況下，不自動(dòng)消除間隙。這種情況相當(dāng)于接觸體間的摩擦系數(shù)為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前，兩接觸面可以通過接觸區(qū)域傳遞一定數(shù)量的剪應(yīng)力。有點(diǎn)像膠水。模型在滑動(dòng)發(fā)生前定義一個(gè)等效的剪應(yīng)力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應(yīng)力超過此值，兩面將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。只適用于面接觸。摩擦系數(shù)可以是任意非負(fù)值。
以上描述可能有點(diǎn)長，如果難以理解，下面有其他朋友總結(jié)的：
Bonded：無相對(duì)位移，如同共用節(jié)點(diǎn)。
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(zhuǎn)】
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(qū)別，下面根據(jù)幫助里的說明解釋如下：
Bonded（綁定）:這是Workbench中關(guān)于接觸的默認(rèn)設(shè)置。如果接觸區(qū)域被設(shè)置為綁定，不允許面或線間有相對(duì)滑動(dòng)或分離，可以將此區(qū)域看做被連接在一起，類似于共結(jié)點(diǎn)。因?yàn)?em>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(shù)學(xué)模型中設(shè)定的，程序?qū)⑻畛渌械拈g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(qū)域的面分離，但是沿著接觸面可以有小的無摩擦滑動(dòng)。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(xiàn)分離則法向壓力為零。只適用于面接觸。因此，根據(jù)不同的載荷，模型間可以出現(xiàn)間隙。它是非線性求解，因?yàn)樵谳d荷施加過程中接觸面積可能會(huì)發(fā)生改變。假設(shè)摩擦系數(shù)為零，因此允許自由滑動(dòng)。使用這種接觸方式時(shí)，需注意模型約束的定義，防止出現(xiàn)欠約束。法向可分離，但不滲透，切向自由滑動(dòng)。程序會(huì)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(xiàn)為完全的摩擦接觸，即沒有相對(duì)滑動(dòng)，法向可分離，不滲透，切向不滑動(dòng)。只適用于面接觸。默認(rèn)情況下，不自動(dòng)消除間隙。這種情況相當(dāng)于接觸體間的摩擦系數(shù)為無窮大。
Frictional（有摩擦）:這種情況下，在發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)前，兩接觸面可以通過接觸區(qū)域傳遞一定數(shù)量的剪應(yīng)力。有點(diǎn)像膠水。法向可分離，但不滲透，切向滑動(dòng)，有摩擦力。模型在滑動(dòng)發(fā)生前定義一個(gè)等效的剪應(yīng)力，作為接觸壓力的一部分。一旦剪應(yīng)力超過此值，兩面將發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。
展開 關(guān)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(duì)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(duì)滑動(dòng)或者法向的相對(duì)分離。這是缺省的接觸類型，適用于所有的接觸區(qū)域（實(shí)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(fā)生法向的相對(duì)分離，但是允許發(fā)生少量的切向無摩擦滑動(dòng)。
（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(gè)物體之間出現(xiàn)了分離，則法向力就為零。因此當(dāng)外力發(fā)生改變時(shí)，接觸面之間可能會(huì)分開，也可能會(huì)閉合。這種情況下假設(shè)摩擦系數(shù)為零，即當(dāng)發(fā)生切向相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，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(gè)物體之間只是發(fā)生靜摩擦，而不會(huì)發(fā)生切向的滑移，從而不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。它相當(dāng)于在兩個(gè)物體之間施加了無限大的摩擦系數(shù)。
（5）frictional:有摩擦的接觸。這是最實(shí)際的情況，兩個(gè)接觸面之間既可以法向分離，也可以切向滑動(dòng)。當(dāng)切向外力大于最大靜摩擦力后，發(fā)生切向滑動(dòng)。一旦發(fā)生切向滑動(dòng)后，會(huì)在接粗面之間出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力，該滑動(dòng)摩擦力要根據(jù)正壓力和摩擦系數(shù)來計(jì)算。此時(shí)需要用戶輸入摩擦系數(shù)。
（6）forced frictional sliding:該選項(xiàng)只對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)適用。它與frictional類型類似，只是沒有靜摩擦階段。此時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在每個(gè)接觸點(diǎn)上施加一個(gè)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(gè)物體之間輕微的分離（2）要獲得接接觸面附近的應(yīng)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(shí)的接觸區(qū)域。
展開 基于ANSYS經(jīng)典界面的接觸分析例子
（2）要求當(dāng)把鋼銷從方塊中拔出時(shí)，應(yīng)力，接觸壓力及約束力。
2．問題分析
由于該問題關(guān)于兩個(gè)坐標(biāo)面對(duì)稱，因此只需要取出四分之一進(jìn)行分析即可。
進(jìn)行該分析，需要兩個(gè)載荷步：
第一個(gè)載荷步，過盈配合。求解沒有附加位移約束的問題，鋼銷由于它的幾何尺寸被銷孔所約束，由于有過盈配合，因而產(chǎn)生了應(yīng)力。
第二個(gè)載荷步，拔出分析。往外拉動(dòng)鋼銷1.7 units，對(duì)于耦合節(jié)點(diǎn)上使用位移條件。打開自動(dòng)時(shí)間步長以保證求解收斂。在后處理中每10個(gè)載荷子步讀一個(gè)結(jié)果。
本篇先談第一個(gè)載荷步的計(jì)算。下篇再談第二個(gè)載荷步的計(jì)算。
3．讀入幾何體
首先打開ANSYS APDL14.5.
然后讀入已經(jīng)做好的幾何體。
從【工具菜單】-->【File】-->【Read Input From】打開導(dǎo)入文件對(duì)話框
找到ANSYS自帶的文件
\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp
【OK】后四分之一幾何模型被導(dǎo)入。
4．定義單元類型
只定義實(shí)體單元的類型SOLID185。至于接觸單元，將在下面使用接觸向?qū)矶x。
5．定義材料屬性
只有線彈性材料屬性：彈性模量36E6和泊松比0.3
6．劃分網(wǎng)格
打開MESH TOOL,先設(shè)定關(guān)鍵地方的網(wǎng)格劃分份數(shù)
然后在MESH TOOL中設(shè)定對(duì)兩個(gè)體均進(jìn)行掃略劃分
按下【Sweep】按鈕，在主窗口中選擇兩個(gè)體，進(jìn)行網(wǎng)格劃分。則結(jié)果如下
然后創(chuàng)建接觸單元。
從主菜單的下列地方點(diǎn)擊 contact
pair，即創(chuàng)建接觸對(duì)。
則彈出了接觸管理器
點(diǎn)擊上圖中紅色框內(nèi)的按鈕，它是接觸向?qū)Аt彈出一個(gè)對(duì)話框如下
該對(duì)話框是接觸向?qū)椭脩魟?chuàng)建接觸的第一步，它問我們，請(qǐng)問目標(biāo)面是哪些？它們是什么類型的接觸面？
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