ansys接觸的算法設置的案例
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 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 LS-DYNA中的接觸算法及TIEBREAK 接觸
（3）殼單元的方向
自動TIEBREAK接觸可以自動調整殼單元的法線方向；
非自動TIEBREAK接觸則不可以，必須將接觸面兩側的殼單元的方向手動設置為相對的。但是有一種例外，就是在雙向非自動接觸中，設置THKOFF選項為1可以激活厚度偏置，這樣就可以自動處理殼的方向。
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是否存在。在確定接觸狀態的情況下，根據穿透深度及其變化來計算接觸力。
1.
幾何表示（Geometry Representation）
在RecurDyn中，根據接觸類型的不同，幾何有不同的含義，連續幾何可以為參數化的線，參數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。
最大穿透深度的設定是判斷接觸生效與否的一個重要依據：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。
最大接觸深度的設置將影響接觸計算的結果。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致與實際不符的計算結果。實際穿透深度受到計算不長、相對速度等的影響，合理設置仿真參數是獲得正確結果的關鍵。
5.
計算接觸力（Contac Force）
6.
計算摩擦力（Contact Friction）
展開 
DYNA接觸算法——罰函數法
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展開 接觸約束算法采用動態約束（kinematic contact）或罰函數法（penalty contact）
接觸約束算法中采用動態約束（kinematic contact）或罰函數法（penalty contact），各位在什么條件下使用的？有什么心得嗎？
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列35： 接觸求解算法
從做一個自主的帶三維交互的CAE軟件的角度上來說，前面說的困難還不是最難的，更難的是前處理對幾何體的拓撲的表達組織和在整個接觸過程中不同時刻點的的兩個離散網格邊界情況的精確設置和判斷，譬如像Abaqus和Ansys一樣在一個整車的幾萬個零部件模型中自動尋找接觸對，這些都需要精度較高的CAD內核才能做到，好的商用CAE都是采用商用的Parasolid、Acis庫來處理的，但對一般的自主CAE開發者來說價格是難以承受的，這些都嚴重制約了自主CAE向邊界非線性方向發展。
本文我們不討論前處理的邊界非線性的處理，僅討論后臺求解器需要做的接觸求解算法，重點還是在如何將接觸后的約束關系加入到有限元基本方程中，為后面實現帶接觸問題的有限元求解打下基礎。有接觸不一定就是邊界非線性，譬如兩個物體用Tie連接在一起，材料依然是線彈性的，應變也沒超過5%，那么我們可以認為依然是線性問題，也就不存在邊界非線性了。我們認為邊界非線性只是接觸的一種，邊界非線性屬于接觸的一種特殊情況，我們討論的接觸求解算法同樣適用于其它接觸問題。
1.1 整體求解算法
Abaqus Standard的接觸求解的整體流程如下，外層按增量法執行，內層按迭代法執行，其實依然是牛頓迭代的范疇，只不過第二步：Form and solve system of equations與只有幾何非線性的方程不同，此時需要加入接觸的方程的形成和求解。
1.2 包括接觸的有限元方程的組成和求解
無論是否存在接觸，有限元方程的建立都是實際問題的等效。
（1） 在沒有接觸力時
如下圖情況，物體在體外力和面外力作用下變化。
展開 LS-DYNA 官方資料 （接觸 墜撞 復合材料 ALE MPP 預應力 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 重新討論此熱點：幾種接觸搜索算法的優劣比較 給分鼓勵啊
現在的接觸搜索算法有很多種，現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劣。
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part1.rar
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part2.rar
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part3.rar
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part3.rar
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part4.rar
[上海交通大學]輪胎路面接觸問題及其分片Ritz解法.part5.rar
展開 lsdyna接觸設置推薦
摩擦接觸
推薦使用surface to surface ， node to surface對主從面的剛度尺寸有要求，并且只會檢查從面是否穿透主面。
Options:Automatic
AutomaticOptions:Smooth（隱式推薦使用Mortar）
SSID:自己設置
MSID：自己設置
FS:靜摩擦
FD：動摩擦
VDC：臨界粘性阻尼。金屬推薦20，軟材料可以適當大一些，推薦40 。(隱式不用設置)
AdditionalCards=ABCDE
SOFT:推薦1
IGNORE：推薦1，允許初始穿透
其余設置默認
綁定接觸
Options:tie
OffsetOptions:offset 薄殼 推薦
constrained offset 實體和厚殼推薦
帶失效的綁定接觸
Options:Automatic
AutomaticOptions:Tiebreak(帶失效自動接觸)
根據OPTION的選擇不同可設置不同的失效應力，法向或者切向。
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。最后計算出來的結果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認為反映了計算結果。
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探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應力云圖
[url=]
接觸力結果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
展開 
ANSA軟件如何設置接觸
在做接觸時有兩種不同的方法，下面分別介紹兩種做法；
1.自動接觸
自動接觸就是ANSA軟件自動識別接觸面，按照設置的參數自動做出接觸。
打開ANSA切換到ABAQUS面板下，點擊AUXILIARIES組中的CONTACT>Flanges命令出現contact flanges date窗口。
其中在Solid Thickness設置為0.5，其余參數保持默認不變點擊OK。
圖中顯示已經建立好的接觸。
2.手動接觸
同樣在ABAQUS面板下，點擊AUXILIARIES組中的CONTACT>List命令出現CONTACT窗口，鼠標右鍵點擊空白處。選擇NEW>CONTACT新建接觸。
出現CONTACT DEFINITION窗口。
在Name中輸入名稱，SSID中選擇從面，MSID選擇主面，INTERCTION輸入摩擦系數，ADJUST選擇POS_VAL在出現的POS_VAL框中輸入距離容差，TIPE_tie_coefficients選擇SURFACE TO SURFACE其余地方保持默認，點擊OK就能創建接觸。
來源：有限元在線
展開 接觸屬性選項設置1
關于接觸屬性法向接觸里有一圖中箭頭指的選項，很多人估計云里霧里，現在傳上幫助文檔中的詳細介紹，希望給大家予以幫助，同時希望有英語專家能夠詳細翻譯及加以詳解，共同學習進步！
Contact constraint enforcement methods in Abaqus.docx
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ANSYS_LSDYNA算法與使用
ANSYS_LSDYNA算法與使用基礎理論，
加分鼓勵
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part1.rar
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part2.rar
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part3.rar
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part4.rar
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part5.rar
ANSYS_LSDYNA算法與使用.part6.rar
展開 FLAC6接觸面參數設置
正弦波加速度打在地基上，面板上響應加速度頻率太大，有好幾千赫茲，但是填土里面的加速度頻率是正常的
