ansys workbench 接觸類型的案例
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 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 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 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 
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
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接觸問題案例——卡箍連接
———————原創內容，轉載請注明——————
前言：
這篇文章主要想和大家探討ANSYS workbench里的接觸問題。
這個例子的模型來源于許京荊編著的《ANSYS workbench工程實例詳解》一書，作為網格劃分的案例使用。我在這里把它拓展了一下，把問題引申為：假設固定了卡箍的安裝側，存在1000N的螺栓預緊力，管的兩側各有一段充滿流體的1m管路未包含進模型中。由于管路安裝在墻面外，有時會受到600N的垂直向下的外力（假設有行人踩踏在上面）。試求解模型的受力情況，找出薄弱環節。
首先我們來分析一下模型情況。從圖中的顏色種類可以看到，模型總共包含了四個零件。分別為卡箍的兩部分（卡緊部分和安裝部分），螺栓和管道。其中卡箍分成兩部分主要是為了劃分網格時可以使用掃掠。
顯然，模型在現實中是互相接觸的，要真實反映這個模型中的受力情況，必須要完整正確地考慮接觸在ANSYS mechanical中的建模。接觸問題是非線性問題，其求解方法、求解器控制、非線性控制等等內容都較難掌握，本文只涉及其中的一小部分。
大家都知道，ANSYS workbench提供了六種接觸類型，關于這六種接觸的大概特點，網上有各種帖子介紹。我畫了個簡單的示意圖如下。forced frictional sliding用到得較少，不再介紹了。
接下來開始正式分析。
一、材料屬性
我們將各個零件分別賦予材料：結構鋼、銅合金和聚乙烯。這三種材料都在ANSYS自帶的標準庫中。
二、網格劃分
網格劃分參考《ANSYS workbench工程實例詳解》，使用了掃掠和多區的方法，劃分完成后網格情況如下：
使用這種方法畫出來的網格數目5510個。
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-Mechanical接觸與非線性接觸設置用法概述
ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設置用法概述
付穌昇
引文：本文寫作目的對ANSYS Workbench平臺Mechanical涉及模塊接觸設置選項進行整理和編寫，以ANSYS官方幫助和教程對于非線性接觸問題的內容為基準（特此聲明），同時借鑒《ANSYS Workbench17.0數值模擬與實例精解》一書相關文字和配圖，以希望對初學者起到一定的引領作用。
一、接觸的基本概念
兩個分離的表面接觸并相互剪切時，就稱它們處于接觸狀態。處于接觸狀態的表面具有如下特點：
(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。
接觸的上述特點使接觸表面之間可以自由地分開并遠離。接觸是強非線性的，隨著接觸狀態的改變，接觸表面的法向和切向剛度都有顯著的變化。對于大的剛度突變，收斂問題的挑戰性較大，另外接觸區域的不確定性、摩擦、以及部件接觸外不再有其他約束，都導致接觸問題的復雜化。
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。
其中剛性體不計算應力等。
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滑動。
不分離No Separation：與綁定類似，法向不分離，允許接觸面發生小量無摩擦滑動。
無摩擦Frictionless：不穿透，表面之間自由滑動，分離不受阻礙。
摩擦Frictional：滑動阻力與摩擦系數成正比，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如表1所示。
展開 ANSYS workbench車輪軌道接觸分析 ￥10
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。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
ANSYS workbench齒輪齒條靜結構接觸分析 ￥10
學習非線性靜結構分析步的建立</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">4、學習齒輪齒條靜結構接觸分析的載荷施加</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">案例介紹：</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
展開 ANSYS Workbench 接觸高級選項詳解（2）
法向接觸剛度決定接觸面之間的穿透量，切向接觸剛度決定粘結接觸面之間的滑移（這里的粘結接觸是英文翻譯過來的，不知道準確不準確，意思就是兩個接觸面之間的摩擦很大很大的那種，很難產生相對滑移這種意思）
當接觸剛度較大時，收斂困難，但是穿透量/滑移量小，計算精度高；
當接觸剛度較小時，收斂容易，但是穿透量/滑移量大，計算精度低；
對于初始的接觸剛度，程序會根據材料的剛度和網格尺寸來確定。一般情況下，不推薦修改接觸剛度。
當選擇手動輸入接觸剛度時，會出現Normal Stiffness factor 這個框框，輸入0.01~10區間內的數字定義接觸剛度系數。注意，這個系數不是真實的接觸剛度，而是剛度系數，這個系數乘以程序計算出的接觸剛度才是真實的接觸剛度值。
我一般是用0.1，1,5,10這幾種來嘗試并對比，最終選擇最佳的方案。這個推薦有較多使用經驗的童鞋們修改，在初次計算一個算例時，最好選擇程序默認選項。
7.Update stiffness
這個選項是用來定義是否在計算過程中根據實際的迭代計算情況來進行接觸剛度的修正，以及修正方法。
程序默認的設置是兩個剛體之間永遠不會更新接觸剛度，除此之外，接觸剛度根據每一迭代步的結果進行更新。
你也可以手動選擇Never ,即永遠不更新接觸剛度；
選擇Each Iteration就是每一個迭代步程序自動更新接觸剛度，在不確定你定義的初始接觸剛度是否合理時，推薦選擇這個選項；
Each Iteration，Aggressive 這個選項和上一個一樣也是程序自動更新接觸剛度，但是區別是這種更新的尺度會更加激進一些，這樣的好處是有時候會收斂得快一點。但是若剛度更新的差異過大也會造成收斂困難。
展開 ANSYS workbench齒輪靜結構接觸分析 ￥10
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、學習齒輪接觸的三維模型處理
2、學齒輪連接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、學習齒輪靜結構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 齒輪靜結構接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ANSYS Workbench包含尖角的接觸分析案例詳解
===================分割線，以下為正文======================
目前常見的ANSYS Workbench接觸教程里，當接觸對幾何包含尖角時，通常建議對尖角倒圓。最近筆者在解決2個分析實例時，發現通過網格和接觸屬性的合理設置，尖角同樣可以收斂。
(一) 接觸發生后幾何不再分離。
1. 問題描述
幾何建模如圖，在Design Modeler內生成2個面體。
Engineering data中添加材料：軟件材料庫自帶的非線性鋁合金(Aluminum Alloy NL)。設置分析類型為2D。
2. 分析設置
建立static structural任務后進入分析頁面，圓形面體材料設為軟件自帶structural steel，方形面體材料設為Aluminum Alloy NL。建立摩擦接觸，contact為方形面體的上部和左側的2條邊，target為圓形面體的外圓邊，摩擦系數0.2，其它所有接觸設置為默認。
不添加任何網格設置，按默認狀態生成網格(默認單元尺寸為10.522mm)：
3. 邊界條件和求解
Analysis setting中打開自動時間步，初始子步100，最小子步10，最大子步1000。打開大變形。圓形面體的外圓周邊設為fixed support，方形面體的底板邊設為displacement：X向-100mm，Y向0。
開始求解，772步后收斂：
變形動畫：
4. 圓形面體幾何更改
試著增加問題難度。進入Design modeler，利用主菜單concept下的spit edge把圓形面體的外圓邊變為上下等分的2個半圓邊:
回到分析頁面，幾何更新后，圓形面體材料改為Aluminum Alloy NL，接觸的target改為圓形面體的底部半圓邊:
網格不變。
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