ansys設置接觸問題的案例
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 ABAQUS中接觸設置小問題總結
接觸屬性（CONTACT PROPERTY）
包括兩部分：接觸面之間的法向作用和切向作用。
對于法向作用，ABAQUS中接觸壓力和間隙的默認關系是“硬接觸”（HARD CONTACT）。硬接觸：接觸面之間能夠傳遞的接觸壓力大小不受限制；當接觸壓力變為零或負值時，兩個接觸分離，并且去掉相應節點上的接觸約束。
對于切向作用，ABAQUS中常用的摩擦模型為庫侖摩擦，即使用摩擦系數來表示接觸之間的摩擦特性。默認的摩擦系數為零，即無摩擦。庫侖摩擦的計算公式為
τ=μ x p
τ是臨界切向力，μ是摩擦系數，p 是法向接觸壓強（CPRESS）。在切向力達到臨界切應力之前，摩擦面之間不會發生相對滑動。
主面/從面選擇一般性要求：
（1）小面為從面；?
（2）選擇剛度較大的面；
（3）相同剛度（不要僅從彈性模量角度，要從剛度角度，比如大E的殼比小E的塊要軟）的選擇單元粗的作為主面；
（4）主面不能是由節點構成的面，并且必須是連續的。如果是有限滑移，主面在發生接觸的部位必須是光滑的，不能有尖角。
有限滑移和小滑移
有限滑移（FINITE SLIDING） 兩個接觸面之間可以有任意的相對滑動和裝懂，這是定義接觸時的默認特性。在有限滑移的過程中，ABAQUS/STANDARD需要實時地判定從面節點和主面的哪一部分發生接觸，因此計算代價較大。一般在滑移量大于單元尺寸或者需要精確分析時，采用有限滑移。
小滑移（SMALL SLIDING） 兩個接觸面之間只有很小的相對滑動（小于單元尺寸的20%）。
展開 Ansys_過盈配合接觸設置
Ansys_過盈配合接觸設置
過盈配合在機械產品的裝配中使用相當普遍,譬如軸與軸承,軸與軸瓦,汽車的制動盤等,都是通過一定的過盈量來使兩個裝配部件緊密連接起來。
下面討論如何在ANSYS中正確地模擬過盈配合。過盈配合在有限元分析中是一種典型的非線性接觸行為。在有限元分析中設定了接觸，從本質上來講就是對相互接觸的兩個部件施加了某種約束，不同的接觸算法對于接觸約束的處理方法有所不同。接觸約束的理論算法的選擇，在ANSYS中是通過設置contact 單元的KEOPT(2)選項來實現的。在ANSYS中目前主要有5種接觸約束算法
Ansys_過盈配合接觸設置.pdf
展開 干貨 | 接觸非線性應用——解決ANSYS 接觸不收斂問題的方法
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：
1、接觸算法的不正確選擇；
2、遺漏了相關的接觸對；
3、物體之間接觸剛度過大；
4、求解的載荷步較少；
5、奇異；
6、結構發生了剛體位移；
7、結構發生振蕩現象；
下面針對這些原因的解決辦法進行詳細的講解：
1
接觸算法的選取原則
ANSYS內部大體上包括5種算法，Pure Penalty，Augmented Lagrange，MPC，Pure Lagrange，Beam。
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ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題
來源于：ANSYS官網
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
3、如何在Maxwell current激勵下設置電流突變（=0）設置?
定義一個變量zerotime
定義電流源帶變量
5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形，在0.0055s 時電流變為0.
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（一）
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（四）
二，網格剖分設置問題：
3、Maxwell3D如何生成高質量均勻網格？
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（二）
問題描述：
3D模型軸向拉伸生成高質量均勻網格
解決辦法：
利用3D“Clone mesh”技術，通過拉伸生成高質量均勻網格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設置完成以后，運行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向對稱部件，然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質量3D均勻網格。
來源于：ANSYS官網
展開 ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（一）
一，Maxwell激勵設置問題：
1、Maxwell 3D如何出現“Current leak to the air”的報錯信息？
問題描述：
當Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時候，有時候會報“Current leak to the air”的錯誤信息，截圖如下：
錯誤原因：
這是軟件的一個Bug，在V15之前直接報錯，不提供錯誤信息；V16以后，提供報錯信息。
解決辦法：
空心線圈不要建立成360全模型，可以包含一個非常小的空隙。
ANSYS知識庫 | Maxwell激勵設置及網格剖分設置問題（三）
RMxprt一鍵有限元設置為15°。
ANSYS高級接觸問題幻燈片
ANSYS高級接觸問題幻燈片.ppt
ANSYS 高級接觸問題.part1.rar
ANSYS 高級接觸問題.part2.rar
ANSYS 高級接觸問題.part3.rar
ANSYS 高級接觸問題 1
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，表面之間突然接觸或突然不接觸會導致系統剛度的突然變化。 ?大多數接觸問題需要計算摩擦。摩擦是與路徑有關的現象，摩擦響應還可能是雜亂的，使問題求解難以收斂。
ANSYS 高級接觸問題1-3.ppt
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展開 ansys里shell181上下表面都有接觸對時怎么處理才能不出現一個節點出現在兩個接觸對里的問題？
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，總提示我節點出現在兩個接觸對里，初學者求指點????
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。
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