ansys 柔性體接觸的案例
設計仿真 | Adams接觸定義指南（五）：柔性體接觸及技巧
柔性接觸方程是基于線性柔性體的模態(tài)求解的方式進行建立的。柔性體的實時節(jié)點位置是通過模態(tài)疊加的方式進行計算。接觸計算中，柔性體的三角形網(wǎng)格被視為小的面幾何。柔性體接觸位置的計算與剛性體接觸位置的計算方法一樣，均使用同樣的技術(shù)，參考接觸指南（一）。柔性體的接觸應用IMPACT方法計算接觸力，罰函數(shù)的方法不再支持柔性體的接觸定義。本文主要針對柔性體的接觸理論、接觸計算的方法以及接觸參數(shù)的設置進行闡述。
01 柔性體接觸的理論
柔性體接觸理論主要把包括如下幾個方面：
02 柔性體接觸計算的原理
不管是剛體、柔性體、2D或者3D單元，接觸力的計算均需要滲透深度作為接觸函數(shù)的輸入，從而得到接觸過程中的接觸力。
接觸類型為柔性體與柔性體的接觸類型時，幾何通過每個物體的曲面節(jié)點的網(wǎng)格定義。而有限元網(wǎng)格的節(jié)點被分組成三角形。當柔性體接觸時，將會形成一個相交的空間區(qū)域。只有該相交區(qū)域內(nèi)的節(jié)點，會產(chǎn)生接觸的作用力。而總的接觸力會分布到各個節(jié)點上，節(jié)點的接觸力的大小與各個節(jié)點的滲透深度成正比關系。
當相交空間的區(qū)域內(nèi)I柔性體與J柔性體各自節(jié)點的數(shù)量不一樣時，這種情況并不會影響接觸力的計算。因為柔性體的相關接觸關系，需要保證整個接觸區(qū)域的接觸力合力大小相等方向相反。而節(jié)點數(shù)量不一致，并不違反上述的要求。
03 柔性體接觸的限制
01
柔性體的接觸定義是基于線性理論，對于大變形的接觸，結(jié)果精度相比實際會有一定的出入；
02
柔性體接觸定義類似于使用接觸函數(shù)，而接觸函數(shù)是一個非線性彈簧阻尼器。
展開 Adams中的柔性體接觸
Flex Body Contact in ADAMS
摘要
描述了采用C++求解器計算柔性體接觸的方法。Fortran 求解器不支持柔性接觸。3D柔性接觸在MD R3這個版本中首次引進。這個版本僅支持使用solid單元的柔性體接觸。MD R4版本將會支持使用shell單元的2D及3D柔性接觸。
1 介紹
柔性體的接觸公式是以柔性體是模態(tài)文件為基礎的?；诖?，通過模態(tài)疊加可以計算出仿真過程中的節(jié)點位置。探測接觸區(qū)域的方法與剛性接觸一樣。MNF文件中的三角單元被用作是幾何面。IMPACT方法用來計算接觸力，然后映射到柔性體的模態(tài)空間，模態(tài)應力恢復技術(shù)可以用來顯示柔性體表面的應力結(jié)果。
2 接觸運動學
在所有的接觸中（剛性或者柔性，2D或者3D），都需要測量幾何之間的嵌入深度，將這個輸入給IMPACT函數(shù)，然后輸出力。柔性接觸不支持POISSON方法。
在柔柔接觸中，幾何是由表面節(jié)點定義的。柔性體表面嵌合為三角形，這樣能夠使用Adams中的Rapid Geometry Engine。三角形單元的頂點就是FE 網(wǎng)格的節(jié)點。當柔性體發(fā)生接觸，將會有交叉的體積（可能會有多個，每個單獨的體積被稱為incident）。有力作用的節(jié)點就是交叉體積表面的節(jié)點。交叉體積之外的節(jié)點是沒有力作用的。剛?cè)?em>接觸更簡單，因為剛體上不需要節(jié)點。
交叉體積的每個節(jié)點都進行嵌入深度的計算，并不是認為所有節(jié)點的深度都是相同的。在一個特定的交叉幾何中，作用在節(jié)點上的接觸法向力的方向都是相同的。這樣假設是因為大多數(shù)情況確實是相同的，對于不是相同的情況，也沒有去計算每個節(jié)點的法向方向。由于接觸面上節(jié)點的速度比較容易計算，每個節(jié)點可能有獨自的接觸摩擦力。
柔性體接觸（剛體接觸也是）不允許自接觸。Adams中的柔性體是基于線性疊加假設，通常不會有那么大的變形。
展開 LMS Virtual.Lab Motion_視頻教程46之如何建立柔性體接觸
好久沒有帶來新的教程了，今天給大家介紹一下如何建立柔性體之間的接觸。
首先是剛體模型：
對模型進行柔性化：
插入FE Patch for Flex Contact：
最后結(jié)果圖：
這方面資料在百度網(wǎng)盤有一些，針對這個例子我又做了一個詳細的教程。
教程內(nèi)包括文字教程、基礎模型，已完成的模型以及視頻教程，在百度網(wǎng)盤-->Motion問題答疑-->Flex_Flex_Contact.rar。下載地址：http://pan.baidu.com/s/1FsGTh
更多下載資料請關注百度網(wǎng)盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
展開 ansys與RecurDyn柔性體操作視頻教程
ansys與RecurDyn柔性體操作視頻教程，分享給大家！祝大家學習進步！
recurdyn_and_ansys.part1.rar
recurdyn_and_ansys.part2.rar
recurdyn_and_ansys.part3.rar
recurdyn_and_ansys.part4.rar
ansys與RecurDyn柔性體操作視頻教程
ansys與RecurDyn柔性體操作視頻教程，分享給大家！祝大家學習進步！
recurdyn_and_ansys.part1.rar
recurdyn_and_ansys.part2.rar
recurdyn_and_ansys.part3.rar
recurdyn_and_ansys.part4.rar
ansys和ADAMS柔性體轉(zhuǎn)化問題的詳細步驟
詳細步驟如下：
從建立有限元模型后說起，進行了網(wǎng)格劃分以后的步驟：
1.添加mass21質(zhì)量單元preprocessor－>element type->add/edit/delete
選擇add，添加mass21質(zhì)量單元；
2.編輯mass21質(zhì)量單元preprocessor－>real constant->add/edit/delete在對話框中填寫屬性，一般要很小的數(shù)值，如1e-5等
3.創(chuàng)建keypoints，preprocessor－>modeling->create->keypoints->in active Cs;此處注意，創(chuàng)建的keypoints的編號不能與模型單元的節(jié)點好重合，否則會引起原來的模型變形
4.選擇mass21單元對3中建立的keypoints進行網(wǎng)格劃分，建立起interface nodes；
5.建立剛性區(qū)域（在ADAMS作為和外界連接的不變形區(qū)域，必不可少的），preprocessor－>coupling/ceqn->rigid region,選擇interface nodes附近的區(qū)域，由于連接點的數(shù)目必須大于或等于2，所以剛性區(qū)域至少兩個
6.執(zhí)行solution->ADAMS connection->Export to ADAMS命令，要選擇的節(jié)點為5中建立剛性區(qū)域的節(jié)點
注意：1.材料屬性是必不可少的
2.從ansys命令窗口輸入/units,<name>
其中<name>-----SI.CGS.BFT和BIN四種單位中的一種，如果不是其中一種，則輸入下面命令
/units，<L>,<M>,<T>,,,,<F>
L,M,T,F為用戶單位和國際單位制（SI）之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)
如所用單位是mm
展開 ADAMS剛?cè)狁詈戏抡媲爸谩?em>ANSYS WB轉(zhuǎn)換生成柔性體（.mnf文件） ￥10
image_process=/format,webp/resize,w_438" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202502/attachment/386f22f586ab4758bcef2ee42c1f8562.png">
</figure>
</div><p class="ql-align-center"><br></p><p>選擇相關面/線/點作為參考物進行設置；</p><p>以下是關鍵注意點：</p><ol><li>設置SPC點（遠程點）的目的：由于在ADAMS中導入的柔性體與剛體零件無法使用固定副或轉(zhuǎn)動副連接，不存在可供選擇的標記點，因此需要在生成柔性體時人工設置連接副的標記點。</li><li>在ADAMS中導入柔性體后，若轉(zhuǎn)換為柔性體之前該零件與其他零件存在連接或接觸關鍵，則需要重新設置與其他零件的連接和接觸關系。</li><li>網(wǎng)格數(shù)量和柔性體個數(shù)會嚴重影響ADAMS的計算速度，注意保證計算效率。</li></ol><p><br></p>
展開 ANSYS官方直播 | 新一代強大的柔性多體動力學仿真解決方案——ANSYS Motion
課程簡介
多體動力學仿真是進行運動分析的有用工具。其結(jié)果在許多工業(yè)應用的設計流程中，被用于系統(tǒng)運動性能分析、應力安全分析、振動分析和疲勞分析等。
多體動力學仿真是一種數(shù)值模擬方法，其目的是對由約束條件（Joint）及相互作用而互相連接在一起的物體組成的機械系統(tǒng)，在已知力或者運動時，由計算機依據(jù)運動學及動力學方程計算得到機械系統(tǒng)的位置、速度、加速度。對于系統(tǒng)中的柔性體利用節(jié)點法或模態(tài)法，得到該柔性體的變形、應力以及應變等數(shù)據(jù)。
動力學分析通常用于求解非線性動力學問題，涉及動態(tài)工況中產(chǎn)生的材料非線性效應、幾何結(jié)構(gòu)非線性效應或邊界條件中的變化，例如接觸和可變外部載荷。運動方程中考慮了慣性力、阻尼、彈簧和約束力，運用了隱式積分方法。
ANSYS Motion 是全新一代的多體動力學仿真軟件。其優(yōu)秀的求解器可以顯著提升大規(guī)模自由度系統(tǒng)的仿真速度，且在SMP并行環(huán)境下，求解速度會進一步提升。隱式算法保證了仿真結(jié)果的穩(wěn)定和精度。緊密集成多體和結(jié)構(gòu)仿真求解器，可以同時求解剛體、柔性體、力實體和連接副的控制方程。專門為剛性體和柔性體混合系統(tǒng)定制的稀疏矩陣求解器已得到驗證，可以更好地處理大規(guī)模自由度系統(tǒng)仿真分析。
ANSYS Motion通過腳本、FMI可以與其他軟件集成交互，并提供了專門的Matlab接口。在機械系統(tǒng)的運動學分析、車輛動力學、大變形結(jié)構(gòu)分析、高速大旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、3D接觸系統(tǒng)、以及多體運動、結(jié)構(gòu)變形、動力學耐久性分析等應用場景下，ANSYS Motion 都能夠提供卓越的解決方案。
展開 平行圓柱體的赫茲接觸計算與ANSYS實現(xiàn)
赫茲公式也是基于一定的假設，其作出的假設如下：
用a表示接觸區(qū)的有效尺寸，用ρ表示曲率半徑，用R表示每個物體的有效半徑，用l表示物體橫向和深度兩方面的有效尺寸，則赫茲理論中做出的假設可以簡單表述成：
1. 表面都是連續(xù)的，并且是非協(xié)調(diào)的：a〈〈 ρ；
2. 接觸尺寸遠小于接觸物體尺寸；
3. 小應變；
4. 每個接觸物體都是線彈性的，服從胡克定律；
5. 接觸物體間摩擦力為0。
為了對赫茲公式的計算結(jié)果和ANSYS的計算結(jié)果進行對比，我們選擇以兩橫截面直徑為100mm、b為100mm，
泊松比為0.3、彈性模量為200Gpa的
長圓柱體為例，假設外載F=20kN，分別基于
赫茲公式和
ANSYS軟件計算一下接觸面面半寬和最大接觸應力：
一、基于赫茲公式的計算：
為了計算方便，此處筆者將赫茲公式編制成了一個簡單的Python小程序，代碼及計算結(jié)果如下：
根據(jù)計算結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，該問題中兩物體的接觸面半寬為0.2407mm，遠小于接觸物體的結(jié)構(gòu)尺寸，因此
符合赫茲公式的假設。
二、基于ANSYS軟件的計算：
使用ANSYS求解該問題時，我們從以下幾個方面入手：
1. 確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為
靜力學分析；
2. 確定單元類型：
兩長圓柱體的分析計算，為了降低計算量，可使用1/4的平面應變模型計算（具體選用規(guī)則請看本公眾號
《ANSYS與材料力學之軸向拉伸和壓縮（二）》
）。
展開 