ansys接觸問(wèn)題理論的案例
干貨 | 接觸非線性應(yīng)用——解決ANSYS 接觸不收斂問(wèn)題的方法
根據(jù)ANSYS的使用者反饋，針對(duì)非線性接觸問(wèn)題上的求解，經(jīng)常會(huì)有客戶出現(xiàn)不收斂的情況，在調(diào)試收斂性上花費(fèi)大量的時(shí)間。本文主要針對(duì)ANSYS 接觸不收斂問(wèn)題進(jìn)行方法上的技巧總結(jié)，希望通過(guò)本文使大家在ANSYS軟件的使用上有更好的體驗(yàn)。
ANSYS接觸不收斂的原因有非常多的原因，針對(duì)每一種不收斂問(wèn)題，選擇正確的方法都能使不收斂問(wèn)題解決變得容易起來(lái)。在使用軟件中，ANSYS接觸不收斂原因主要有下面這些原因：
1、接觸算法的不正確選擇；
2、遺漏了相關(guān)的接觸對(duì)；
3、物體之間接觸剛度過(guò)大；
4、求解的載荷步較少；
5、奇異；
6、結(jié)構(gòu)發(fā)生了剛體位移；
7、結(jié)構(gòu)發(fā)生振蕩現(xiàn)象；
下面針對(duì)這些原因的解決辦法進(jìn)行詳細(xì)的講解：
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接觸算法的選取原則
ANSYS內(nèi)部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
展開(kāi) ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題 1
ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題 1
?接觸問(wèn)題概述 ?在工程中會(huì)遇到大量的接觸問(wèn)題，如齒輪的嚙合、法蘭聯(lián)接、機(jī)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(tài)非線性問(wèn)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(gè)或多個(gè)相互接觸物體的位移、接觸區(qū)域的大小和接觸面上的應(yīng)力分布。 ?接觸分析存在兩大難點(diǎn)： ?在求解之前，你不知道接觸區(qū)域、表面之間是接觸或分開(kāi)是未知的，表面之間突然接觸或突然不接觸會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)剛度的突然變化。 ?大多數(shù)接觸問(wèn)題需要計(jì)算摩擦。摩擦是與路徑有關(guān)的現(xiàn)象，摩擦響應(yīng)還可能是雜亂的，使問(wèn)題求解難以收斂。
ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題1-3.ppt
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展開(kāi) ANSYS高級(jí)接觸問(wèn)題幻燈片
ANSYS高級(jí)接觸問(wèn)題幻燈片.ppt
ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題.part1.rar
ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題.part2.rar
ANSYS 高級(jí)接觸問(wèn)題.part3.rar
ansys里shell181上下表面都有接觸對(duì)時(shí)怎么處理才能不出現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在兩個(gè)接觸對(duì)里的問(wèn)題？
屋面板，用的shell181，里邊的卷邊和支座有接觸，也和外邊的卷邊有接觸，總提示我節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在兩個(gè)接觸對(duì)里，初學(xué)者求指點(diǎn)????
請(qǐng)教一個(gè)ansys剛體與柔體面面接觸分析問(wèn)題
請(qǐng)問(wèn)：一根鉆管（柔體）怎樣沿著轉(zhuǎn)向器目標(biāo)面（剛體）的軌跡行進(jìn)一段位移？目標(biāo)面是一彎曲的表面，我做的模型怎么老是沿著直線走，拐不了彎啊！
ANSYS workbench接觸問(wèn)題案例——卡箍連接
———————原創(chuàng)內(nèi)容，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明——————
前言：
這篇文章主要想和大家探討ANSYS workbench里的接觸問(wèn)題。
這個(gè)例子的模型來(lái)源于許京荊編著的《ANSYS workbench工程實(shí)例詳解》一書(shū)，作為網(wǎng)格劃分的案例使用。我在這里把它拓展了一下，把問(wèn)題引申為：假設(shè)固定了卡箍的安裝側(cè)，存在1000N的螺栓預(yù)緊力，管的兩側(cè)各有一段充滿流體的1m管路未包含進(jìn)模型中。由于管路安裝在墻面外，有時(shí)會(huì)受到600N的垂直向下的外力（假設(shè)有行人踩踏在上面）。試求解模型的受力情況，找出薄弱環(huán)節(jié)。
首先我們來(lái)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(gè)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(wǎng)格時(shí)可以使用掃掠。
顯然，模型在現(xiàn)實(shí)中是互相接觸的，要真實(shí)反映這個(gè)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(wèn)題是非線性問(wèn)題，其求解方法、求解器控制、非線性控制等等內(nèi)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(guān)于這六種接觸的大概特點(diǎn)，網(wǎng)上有各種帖子介紹。我畫(huà)了個(gè)簡(jiǎn)單的示意圖如下。forced frictional sliding用到得較少，不再介紹了。
接下來(lái)開(kāi)始正式分析。
一、材料屬性
我們將各個(gè)零件分別賦予材料：結(jié)構(gòu)鋼、銅合金和聚乙烯。這三種材料都在ANSYS自帶的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中。
二、網(wǎng)格劃分
網(wǎng)格劃分參考《ANSYS workbench工程實(shí)例詳解》，使用了掃掠和多區(qū)的方法，劃分完成后網(wǎng)格情況如下：
使用這種方法畫(huà)出來(lái)的網(wǎng)格數(shù)目5510個(gè)。
展開(kāi) ANSYS 接觸分析 - 關(guān)于壓頭與壓痕問(wèn)題的一個(gè)例子
本例是模擬一個(gè)壓頭擠壓工件，在工件表面生成壓痕的問(wèn)題。
壓頭為圓錐體，頭部是一個(gè)半徑 0.25 的近似半球，高 10，大端半徑 2.5.其材料是合金鋼，材料性能：
彈性模量 E = 210000 Mpa； 泊松比 μ = 0.3。
工件為一個(gè)半徑 5，高度 20 的圓柱體，材料為鋁合金，材料性能為：
彈性模量 E = 71000 Mpa； 泊松比 μ = 0.33。
屈服應(yīng)力 σs = 240 Mpa； 切線模量： Et = 710 MPa
建模時(shí)，在壓頭的圓錐頭外表面與工件上表面之間創(chuàng)建面-面接觸對(duì)，分別采用柔性目標(biāo)面和剛性目標(biāo)面兩種接觸方式進(jìn)行分析。
建模過(guò)程如下：
1 定義單元類型：
定義兩種單元類型：
(1) SOLID185 單元，用于對(duì)體積劃分網(wǎng)格；
(2) Mesh200 單元，設(shè)置單元形狀為 4 節(jié)點(diǎn)四邊形：
對(duì)圓錐體劃分網(wǎng)格時(shí)，準(zhǔn)備先對(duì)一個(gè)截面劃分面網(wǎng)格，然后掃描為體網(wǎng)格，為此需要定義 Mesh200 定義，用于面網(wǎng)格的劃分。
形狀 MESH200 單元形狀為 4 節(jié)點(diǎn)四邊形，是為了與 8 節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元SOLID185 的表面網(wǎng)格相匹配。
2 定義兩種材料，其中鋁合金定義為雙線性彈塑性材料：
其中：
材料 1 為合金鋼：
彈性模量 E = 210000 MPa， 泊松比 ν = 0.3；
材料 2 為鋁合金。
展開(kāi) ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例5---過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析
本篇博文是一個(gè)過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析，用于模擬機(jī)械裝配過(guò)程中壓入式裝配過(guò)程。本篇是用ABAQUS做的，后面會(huì)有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對(duì)該例子做分析。
【問(wèn)題描述】
如圖所示的三個(gè)零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內(nèi)圈，青色的稱為底座，內(nèi)圈和底座之間有0.07mm的過(guò)盈，現(xiàn)在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過(guò)程中米塞斯應(yīng)力的變化過(guò)程。
已知條件如下：
（1）兩個(gè)零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見(jiàn)下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內(nèi)圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內(nèi)圈之間是無(wú)摩擦的；內(nèi)圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數(shù)為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》，電子工業(yè)出版社，2012】
【問(wèn)題分析】
（1）分析類型。雖然有一個(gè)明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應(yīng)，從而使用靜力學(xué)分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對(duì)稱模型，使用軸對(duì)稱。內(nèi)圈和底座為變形體，而壓頭為剛體。為了保證收斂，一開(kāi)始就讓內(nèi)圈伸入到底座3mm。此外，為了免去裝配時(shí)調(diào)整裝配位置的麻煩，首先創(chuàng)建一個(gè)草圖，在該草圖中創(chuàng)建壓頭，內(nèi)圈和底座的剖面，保證初始的裝配位置，然后使用該草圖分別創(chuàng)建三個(gè)部件。
（4）邊界條件。底座的底邊沒(méi)有Y位移；為保證計(jì)算收斂，壓頭兩次下移，第一次0.001mm,第二次到57mm.
【分析過(guò)程】
1. 創(chuàng)建草圖。
創(chuàng)建一個(gè)草圖如下：
其中1-2-3-4-5-6：封閉的矩形是壓頭；3-4-8-7粉筆的矩形是內(nèi)圈；9-10-11-12-13-14-15-16封閉的多邊形是底座。
展開(kāi) ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例5---過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析2
本篇博文是一個(gè)過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析，用于模擬機(jī)械裝配過(guò)程中壓入式裝配過(guò)程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會(huì)有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對(duì)該例子做分析。
【問(wèn)題描述】
如圖所示的三個(gè)零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內(nèi)圈，青色的稱為底座，內(nèi)圈和底座之間有0.07mm的過(guò)盈，現(xiàn)在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過(guò)程中米塞斯應(yīng)力的變化過(guò)程。
已知條件如下：
（1）兩個(gè)零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見(jiàn)下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內(nèi)圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內(nèi)圈之間是無(wú)摩擦的；內(nèi)圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數(shù)為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》，電子工業(yè)出版社，2012】
【問(wèn)題分析】
（1）分析類型。雖然有一個(gè)明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應(yīng)，從而使用靜力學(xué)分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對(duì)稱模型，使用軸對(duì)稱。
（4）邊界條件。底座的底邊沒(méi)有Y位移；壓頭下移57mm.
【分析過(guò)程】
（1）打開(kāi)ANSYS
WORKBENCH，創(chuàng)建靜力學(xué)分析模塊，并設(shè)置為2D分析類型。
（2）創(chuàng)建材料屬性，設(shè)置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.
（3）創(chuàng)建幾何模型。根據(jù)以下數(shù)據(jù)點(diǎn)，創(chuàng)建2D平面。
展開(kāi) 強(qiáng)烈建議形成一個(gè)討論用ANSYS分析接觸問(wèn)題的QQ群657243132
強(qiáng)烈建議形成一個(gè)討論用ANSYS分析接觸問(wèn)題的QQ群657243132，大家共同在線討論，交流。這是學(xué)習(xí)的一個(gè)非常好的方式。
技術(shù)鄰周報(bào)Q7：Ansys/離散元/ABAQUS/LS-Prepost/接觸問(wèn)題/LS-DYNA/FEM-SPH/APDL
11、FEM-SPH耦合算法高效性驗(yàn)證及球形磨粒恒切深劃擦6H-SiC仿真
作者：
lxyy
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807163
單純用FEM算法建立有限元網(wǎng)格模型在模擬大變形問(wèn)題經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)格畸變，且FEM算法在模擬不連續(xù)的問(wèn)題，如斷裂等問(wèn)題并不具有優(yōu)勢(shì)，SPH算法由于不用依賴網(wǎng)格算法，可以很好解決這一問(wèn)題，但隨之帶來(lái)的邊界難以處理，計(jì)算效率低的問(wèn)題也一直難以很好解決。為此本文嘗試用FEM-SPH耦合算法來(lái)耦合兩者優(yōu)點(diǎn)，以期獲得理想的仿真結(jié)果。本文以單顆球形磨粒等切深劃擦碳化硅工件的FEM-SPH耦合模型為例，驗(yàn)證這一耦合算法的高效性、正確性。
12、LS-DYNA中的接觸問(wèn)題：?jiǎn)蚊?em>接觸，實(shí)體接觸，接觸剛度
作者：
趙旭文
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807376
在LS-DYNA中，單面接觸廣泛應(yīng)用于包括耐撞性問(wèn)題在內(nèi)的各種問(wèn)題中。單面接觸會(huì)將部件以part ID的形式設(shè)置為從面，而不會(huì)設(shè)置主面。程序會(huì)考慮所有部件之間的接觸，包括單個(gè)部件的自接觸情形。如果用戶建立的計(jì)算模型非常準(zhǔn)確，那么單面接觸的計(jì)算結(jié)果是是非常可靠和準(zhǔn)確的。但是如果初始模型中有許多相互穿透的問(wèn)題，那么能量平衡將會(huì)明顯上升或衰減。
13、LS-Prepost中快捷鍵說(shuō)明
作者：
CAE備忘錄
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807508
旋轉(zhuǎn)模型、移動(dòng)模型、放大和縮小模型（比較粗糙）、放大和縮小模型（比較精細(xì)）...
技術(shù)鄰鼓勵(lì)創(chuàng)作者發(fā)布優(yōu)質(zhì)的文章/視頻/問(wèn)答/文檔，快來(lái)發(fā)布內(nèi)容上周報(bào)吧~
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