Ansys 接觸 算法的案例
LS-DYNA中的接觸算法及TIEBREAK 接觸
TIEBREAK接觸即為帶有失效的TIE（綁定）接觸類型，在有限元分析中，需要使用這種接觸的場合很多，例如可以用于模擬兩種物體之間的粘接層，也可以用于定義不同工況下兩個物體之間相對運動關(guān)系，甚至可以用于模擬I型裂紋的擴展。尤其是在模擬粘接層時，這種接觸的定義過程比使用粘聚力單元更為簡單方便，主要體現(xiàn)在參數(shù)的選取較少且易得，以及計算效率更高兩方面。
在數(shù)值模型中，普通的接觸類型只能傳遞壓力，相互接觸的部件一旦收到拉力就會互相分離。要傳遞拉力就需要使用綁定接觸。TIE接觸可以在界面之間傳遞壓力和拉力，而TIEBREAK接觸則是在TIE接觸的基礎(chǔ)上增加可選的失效準則。對于參加了TIEBREAK的節(jié)點而言，還可以參與其他約束類的設(shè)置，例如NODAL_RIGID_BODY， SPOTWELD等。此外，TIE接觸是基于約束的接觸類型，而TIEBREAK接觸則是基于罰函數(shù)的接觸類型。在定義了TIEBREAK接觸之后，界面兩側(cè)的單元無法發(fā)生相對滑移。
1.接觸算法
如下圖所示，對于大多數(shù)的接觸類型（除了面到面接觸），程序?qū)?em>接觸模型的計算都是始于針對接觸對中從節(jié)點和主面段之間相對位置的處理。從節(jié)點具有質(zhì)量；而主面段為三節(jié)點或四節(jié)點，可以使殼單元，也可以是實體單元的一個面。
通過將從節(jié)點沿主面段的法線方向投影，可以在主面段上“收集”到投影后的從節(jié)點。一旦成功收集到從節(jié)點，那么這一對從節(jié)點和主面段就會定義為一個接觸對參加后續(xù)的接觸計算。為了成功搜索到主面段邊界附近的從節(jié)點投影，還可以通過參數(shù)設(shè)置來擴展主面段的面積，如下圖所示。對于普通接觸來說，在每一個循環(huán)步中都會進行了上述的搜索運算，而對于綁定接觸，則只會在程序開始之初運行一次搜索運算。
根據(jù)從節(jié)點到主面段的投影距離可以確定此時兩者的相對狀態(tài)。
展開 RecurDyn接觸算法
RecurDyn接觸算法
接觸計算是一個不斷檢測的過程，在每一個增量步，都需要先通過檢查幾何來判斷接觸狀態(tài)是否存在。在確定接觸狀態(tài)的情況下，根據(jù)穿透深度及其變化來計算接觸力。
1.
幾何表示（Geometry Representation）
在RecurDyn中，根據(jù)接觸類型的不同，幾何有不同的含義，連續(xù)幾何可以為參數(shù)化的線，參數(shù)化的面或簡單幾何體；離散幾何可以是多段線或多片組成的面。
2.
檢測方法（Detecting method）
RecurDyn采用的檢測方法包括Boundary Box Technique和Mapping to Cell Array。
3.
步進算法（Stepping Algorithm）
·
Buffer Radius Factor（緩沖半徑因子）：在接觸物體相互靠近直至兩者間距離小于緩沖半徑因子與Action物體半徑之積時，通過最大步長因子來縮減數(shù)值積分步長。
·
Maximum Stepsize Factor（最大步長因子）：用于縮減最大步長。
4.
計算穿透深度（Compute penetration）
在仿真分析過程中，RecurDyn需要不斷計算接觸深度。
最大穿透深度的設(shè)定是判斷接觸生效與否的一個重要依據(jù)：當計算過程中實際的穿透深度小于最大穿透深度時，計算接觸力；一旦檢測到的實際穿透深度大于設(shè)定的最大穿透深度，則接觸失效，將不再計算接觸力。
最大接觸深度的設(shè)置將影響接觸計算的結(jié)果。太大的接觸深度將得到不可信的接觸力，而太小的最大接觸深度也許會導(dǎo)致與實際不符的計算結(jié)果。實際穿透深度受到計算不長、相對速度等的影響，合理設(shè)置仿真參數(shù)是獲得正確結(jié)果的關(guān)鍵。
5.
計算接觸力（Contac Force）
6.
計算摩擦力（Contact Friction）
展開 DYNA接觸算法——罰函數(shù)法
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展開 接觸約束算法采用動態(tài)約束（kinematic contact）或罰函數(shù)法（penalty contact）
接觸約束算法中采用動態(tài)約束（kinematic contact）或罰函數(shù)法（penalty contact），各位在什么條件下使用的？有什么心得嗎？
重新討論此熱點：幾種接觸搜索算法的優(yōu)劣比較 給分鼓勵啊
現(xiàn)在的接觸搜索算法有很多種，現(xiàn)在主要的搜索算法有以下幾種：主從面法，級域法，一體化算法，當然還有很多種其他的算法，希望大家積極的討論，介紹一下自己知道的算法，并且比較一下各種算法的優(yōu)劣。
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part1.rar
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part2.rar
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part3.rar
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part3.rar
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part4.rar
[上海交通大學(xué)]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part5.rar
展開 LS-DYNA 官方資料 （接觸 墜撞 復(fù)合材料 ALE MPP 預(yù)應(yīng)力 固體單元算法）
Contact Overview in LS-DYNA
Overview_Contact_in_LS_DYNA.pdf
General Modeling Guidelines for Crash Analysis in LS-DYNA
LS-DYNA_guidelines__General_Modeling_Guidelines_for_Crash_Analysis.pdf
Composite Materials Guidelines LS-DYNA?
LS-DYNA_Guidelines__Composite_Materials.pdf
ALE Overview LS-DYNA?
Overview_ALE_in_LS_DYNA.pdf
MPP features (decomposition, pfile, etc.) in LS-DYNA?
Training_LS-DYNA_MPP.zip
Preloads in LS-DYNA?
bolt_preload3.ppt
Review of Solid Element Formulations in LS-DYNA?
Solid_Element_Formulation_Overview.pdf
展開 有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實現(xiàn)方式研究系列35： 接觸求解算法
我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實現(xiàn)方式，同時對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實并不嚴謹，同時由于水平有限可能有許多的理論錯誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機會。
通用結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver介紹視頻：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
==第35篇： 接觸求解算法==
雖然現(xiàn)在Abaqus的功能很多，但在上世紀80年代左右Ansys和Nastran如日中天的時候，Abaqus還能殺出一條血路，主要靠的就是它的非線性功能，如果說線性問題Ansys和Nastran是標準，那么非線性問題Abaqus就是標準。結(jié)構(gòu)非線性主要分為三類：材料非線性、幾何非線性和邊界非線性。在前面的系列文章和視頻中，我們花了大量的篇幅介紹材料和幾何非線性，但一直沒有涉及邊界非線性。其實邊界非線性的求解的基本算法并不難，難的是碰撞前后的整個方程的變化特別大，不但是接觸力發(fā)生突變，而且接觸點的節(jié)點數(shù)目等也發(fā)生突變，在數(shù)值分析中最怕的就是一些參數(shù)的突然增加或者消失了，也就是說你的方程的形式不是唯一的，還需要加入一些額外的邏輯判斷，同時，邊界非線性往往都是和幾何大變形大轉(zhuǎn)動耦合在一起的，這些困難都造成邊界非線性極易無法收斂的問題。
展開 ANSYS_LSDYNA算法與使用
ANSYS_LSDYNA算法與使用基礎(chǔ)理論，
加分鼓勵
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ANSYS_LSDYNA算法與使用.part5.rar
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展開 ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設(shè)置用法概述
ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設(shè)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(shè)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(nèi)容為基準（特此聲明），同時借鑒《ANSYS Workbench17.0數(shù)值模擬與實例精解》一書相關(guān)文字和配圖，以希望對初學(xué)者起到一定的引領(lǐng)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(tài)。處于接觸狀態(tài)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(tài)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(zhàn)性較大，另外接觸區(qū)域的不確定性、摩擦、以及部件接觸外不再有其他約束，都導(dǎo)致接觸問題的復(fù)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(yīng)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(xiàn)滑動。
不分離No Separation：與綁定類似，法向不分離，允許接觸面發(fā)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(shù)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(shù)如表1所示。
展開 ANSYS接觸分析之三_ 接觸力的讀取
問題描述：在ANSYS中可以得到接觸面的法向接觸壓力，但是如何得到接觸力呢？
解決：使用Element Table功能
時間：2007-6-4
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
附件里面是兩個例子的對比，ContactForce_without_Curve為平面接觸，ContactForce_with_Curve為凹面接觸。
兩個例子都是底面Fixed,在TOP面施加1MPa的壓力。最后計算出來的結(jié)果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認為反映了計算結(jié)果。
但是這里面有一些疑問，為什么讀取NIMS，58，59，60，61即實際接觸面積時得到的接觸力反而小？是否ANSYS自動對單元計算結(jié)果進行投影？
PS：C_Force為單元接觸法向壓力*單元實際接觸面積的總和
E_Force為單元接觸法向壓力*單元幾何面積的總和
本分析對需要使用實體代替梁分析接觸分析時，可初步解決如何提取軸力的問題。歡迎大家就此問題繼續(xù)探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應(yīng)力云圖
[url=]
接觸力結(jié)果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
展開 ANSYS_LSDYNA算法基礎(chǔ)和使用方法
ANSYS_LSDYNA算法基礎(chǔ)和使用方法
基于ANSYS Workbench流-熱-固多場耦合算法演繹
目前，隨著對產(chǎn)品的要求越來越多，單場載荷作用的響應(yīng)，已經(jīng)不能滿足工程需求，所以多場耦合計算是必不可缺的，基于ANSYS Workbench可以實現(xiàn)結(jié)構(gòu)場，流場，溫度場，電場和磁場的耦合，具備解決復(fù)雜多場耦合的計算問題能力。本文主要探討基于ANSYS Workbench平臺的流-熱-固多場耦合的算法。
完全耦合
完全耦合算法，也稱為直接耦合算法。主要使用耦合場單元求解熱-固的耦合計算，該算法的基本思想是在一個單元節(jié)點上擁有三個方向節(jié)點變形+一個溫度自由度，共四個自由度，即{UX UY UZ T}，該方法主要解決熱-固強耦合的問題，例如摩擦生熱計算，塑性變形生熱，粘性生熱計算，這些問題中結(jié)構(gòu)的變形與自身的溫度場之間是相互的影響的。如圖給出了SOLID226單元的示意圖，該單元的基本形狀為六面體，當然還有三種退化單元形狀，建議在計算中避免使用退化形狀，因為退化單元會降低求解精度。
圖1 SOLID226單元示意圖
圖2 基于耦合場單元的求解模塊
如圖2所示，給出了熱-固直接耦合的求解模塊，圖2中兩個模塊分別可以進行穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的熱-固直接耦合計算。
展開 基于VB的ANSYS的二次開發(fā)之優(yōu)化算法
ANSYS優(yōu)化分析的目的是尋求滿足所有給定的約束條件（設(shè)計變量的約束和狀態(tài)變量的約束），并使目標函數(shù)達到最小值的設(shè)計變量。ANSYS分析結(jié)束后會給出若干設(shè)計序列，SET1、SET2等等。在這些設(shè)計序列中，一般情況下存在滿足約束條件的合理解釋以及滿足目標函數(shù)最小化的最優(yōu)解，但有時也可能所有解都不滿足約束條件（說明用戶給定的約束條件不合理）。
ANSYS優(yōu)化分析文件是一個命令流輸入文件，應(yīng)包括一個完整的分析過程前處理、求解以及后處理（主要是提取相關(guān)參數(shù)），分析過程必須參數(shù)化。此外，還要在優(yōu)化分析文件中指定變量、狀態(tài)變量及目標函數(shù)。由這個文件可以自動生成優(yōu)化循環(huán)文件（Jobname.loop），并在優(yōu)化計算中循環(huán)處理。每一次循環(huán)均執(zhí)行一次分析文件。最后一次循環(huán)的輸出結(jié)果存儲在Jonname.opo中。
優(yōu)化算法
理解ANSYS優(yōu)化算法對于執(zhí)行優(yōu)化分析是很有必要的。ANSYS現(xiàn)有的優(yōu)化算法主要有：零階方法、一階方法、單步運行、隨機搜索法、等步長搜索法、乘子計算法和最優(yōu)梯度法。此外，用戶還可以通過UPFs定義自己的優(yōu)化算法。下面重點說明零階方法和一階方法。
1.零階方法
由于優(yōu)化過程中只用到因變量本身，而不利用因變量的導(dǎo)數(shù)，所以稱為零階方法。使用該方法的命令為：
optype,subp
零階方法是一種函數(shù)逼近優(yōu)化方法，該種方法的本質(zhì)是采用最小二乘法逼近，求取一個函數(shù)曲線或函數(shù)面來擬合解空間，然后再對該函數(shù)曲線或函數(shù)面求極值。這是一種普適的優(yōu)化方法，不容易陷入局部極值點，但優(yōu)化精度一般不是很高，因此多用來做前期優(yōu)化。
展開 Isight耦合ANSYS APDL優(yōu)化分析案例及算法講解 ￥299
Isight中有很多算法，比如拉丁超立方、多島遺傳算法、多目標優(yōu)化算法等等，共計十幾種算法，相信大家在學(xué)習(xí)中一定犯暈。其實這么多算法中，按大類分的話包括：試驗設(shè)計、梯度優(yōu)化、直接搜索、全局優(yōu)化及多目標優(yōu)化五類，各類優(yōu)化算法有各自的優(yōu)缺點，對于我們初級、中級使用者來說，只要學(xué)會選擇相應(yīng)算法即可，而不必過于糾結(jié)各類算法的原理。小編以簡支梁應(yīng)力計算為例，詳細講解Isight中的優(yōu)化算法及應(yīng)用，并詳細講解Isight與ANSYS APDL耦合及優(yōu)化結(jié)果分析。QQ: 315673349
展開 ANSYS | 混合算法兼顧效率與精度
ANSYS | 混合算法兼顧效率與精度
