ansys接觸單元詳解的案例
ANSYS Workbench 接觸高級(jí)選項(xiàng)詳解（3）
8.Stabilization Damping Factor
這個(gè)選項(xiàng)只有在選擇Frictional ,rough,frictionless這三個(gè)非線性接觸類(lèi)型時(shí)才會(huì)出現(xiàn)
零件之間的初始狀態(tài)可能不是完全接觸上的，或是積分點(diǎn)之間有一定的距離，計(jì)算一開(kāi)始無(wú)法探測(cè)到零件之間的接觸，可能會(huì)產(chǎn)生剛性位移。可以在接觸面之間添加一個(gè)阻尼避免剛性位移，有助于收斂。
默認(rèn)值是0 ，當(dāng)為0時(shí)，這個(gè)值只在第一個(gè)載荷步計(jì)算的時(shí)候起作用。后面的載荷步計(jì)算中程序會(huì)根據(jù)計(jì)算情況定義阻尼系數(shù)。
若人為定義一個(gè)阻尼系數(shù)，那么這個(gè)系數(shù)會(huì)在所有的載荷步計(jì)算中應(yīng)用。
9.Pinball
這個(gè)選項(xiàng)是用來(lái)設(shè)置兩個(gè)接觸面之間探測(cè)的距離，當(dāng)接觸面之間距離小于pinball 范圍，則接觸生效，若距離大于pinball范圍，則認(rèn)為接觸失效。
使用pinball功能來(lái)人為定義接觸探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)幾何零件之間的初始縫隙消除是一個(gè)比較好用的辦法。
如下幾個(gè)使用場(chǎng)景供參考：
當(dāng)你的幾何模型是一個(gè)面，然后在ANSYS里定義了面的厚度作為一個(gè)三維問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)面幾何與之接觸的其他零件之間縫隙比較大，那么你可以增加pinball尺寸，使得初始的接觸就生效。
在大變形問(wèn)題中，由于零件的變形較大，可能導(dǎo)致較大的穿透，造成計(jì)算精度不高。這時(shí)，如果能夠定義一個(gè)比較合理的pinball 尺寸來(lái)消除一定量的穿透，可以一定程度上提高計(jì)算精度
兩個(gè)零件的幾何模型之間有一定的距離，但是實(shí)際上是接觸面，修改幾何很麻煩，因此可以定義一個(gè)較大的pinball 來(lái)使其接觸生效。
展開(kāi) ANSYS Workbench 接觸高級(jí)選項(xiàng)詳解（1）
在使用ANSYS Workbench進(jìn)行接觸設(shè)置的時(shí)候，看到這么多選項(xiàng)，這么多的“Progaram Controlled”時(shí)，你是否和我一樣好奇，這么多選項(xiàng)是用來(lái)干嘛的？程序控制又是如何控制的呢?
1.Formulation
這個(gè)選項(xiàng)用來(lái)選擇接觸算法的，對(duì)于一般的工程應(yīng)用，程序默認(rèn)的算法滿(mǎn)足大部分的情況。但是有時(shí)候針對(duì)自己的需要選擇更合適的算法可以使計(jì)算效率大大提高。
關(guān)于下拉菜單中的五種接觸算法，我在之前的文章中有介紹鏈接如下：
lalalahu：ANSYS Workbench 五種接觸算法詳解57 贊同 · 18 評(píng)論文章
2.Small Sliding
ANSYS 提供了兩種滑移計(jì)算模型：Finite Sliding 和Small Sliding。
在ANSYS經(jīng)典版中，用戶(hù)可以自行選擇使用哪一種滑移模型，默認(rèn)的選項(xiàng)是Finite Sliding 。Finite Sliding 允許接觸面之間任何的滑移，旋轉(zhuǎn)，甚至分離。Small Sliding 是假設(shè)接觸面之間會(huì)發(fā)生小于接觸長(zhǎng)度20%的相對(duì)滑動(dòng)，在接觸面之間出現(xiàn)較大的滑移或是旋轉(zhuǎn)時(shí)，small sliding 也是允許的。
相比Small Sliding 的算法，F(xiàn)inite Sliding 耗費(fèi)的計(jì)算資源多，求解時(shí)間長(zhǎng)。Small Sliding 對(duì)于小滑移問(wèn)題的計(jì)算可以在保證計(jì)算精度的前提下增強(qiáng)收斂性，加快計(jì)算速度。
我們?cè)谶M(jìn)行僅有小滑移問(wèn)題的計(jì)算時(shí)(如綁定接觸問(wèn)題)，其實(shí)是沒(méi)有必要使用finite sliding 算法的。因此可以激活Small sliding ，使計(jì)算更加穩(wěn)定，收斂速度快。
展開(kāi) ANSYS Workbench 接觸高級(jí)選項(xiàng)詳解（2）
法向接觸剛度決定接觸面之間的穿透量，切向接觸剛度決定粘結(jié)接觸面之間的滑移（這里的粘結(jié)接觸是英文翻譯過(guò)來(lái)的，不知道準(zhǔn)確不準(zhǔn)確，意思就是兩個(gè)接觸面之間的摩擦很大很大的那種，很難產(chǎn)生相對(duì)滑移這種意思）
當(dāng)接觸剛度較大時(shí)，收斂困難，但是穿透量/滑移量小，計(jì)算精度高；
當(dāng)接觸剛度較小時(shí)，收斂容易，但是穿透量/滑移量大，計(jì)算精度低；
對(duì)于初始的接觸剛度，程序會(huì)根據(jù)材料的剛度和網(wǎng)格尺寸來(lái)確定。一般情況下，不推薦修改接觸剛度。
當(dāng)選擇手動(dòng)輸入接觸剛度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)Normal Stiffness factor 這個(gè)框框，輸入0.01~10區(qū)間內(nèi)的數(shù)字定義接觸剛度系數(shù)。注意，這個(gè)系數(shù)不是真實(shí)的接觸剛度，而是剛度系數(shù)，這個(gè)系數(shù)乘以程序計(jì)算出的接觸剛度才是真實(shí)的接觸剛度值。
我一般是用0.1，1,5,10這幾種來(lái)嘗試并對(duì)比，最終選擇最佳的方案。這個(gè)推薦有較多使用經(jīng)驗(yàn)的童鞋們修改，在初次計(jì)算一個(gè)算例時(shí)，最好選擇程序默認(rèn)選項(xiàng)。
7.Update stiffness
這個(gè)選項(xiàng)是用來(lái)定義是否在計(jì)算過(guò)程中根據(jù)實(shí)際的迭代計(jì)算情況來(lái)進(jìn)行接觸剛度的修正，以及修正方法。
程序默認(rèn)的設(shè)置是兩個(gè)剛體之間永遠(yuǎn)不會(huì)更新接觸剛度，除此之外，接觸剛度根據(jù)每一迭代步的結(jié)果進(jìn)行更新。
你也可以手動(dòng)選擇Never ,即永遠(yuǎn)不更新接觸剛度；
選擇Each Iteration就是每一個(gè)迭代步程序自動(dòng)更新接觸剛度，在不確定你定義的初始接觸剛度是否合理時(shí)，推薦選擇這個(gè)選項(xiàng)；
Each Iteration，Aggressive 這個(gè)選項(xiàng)和上一個(gè)一樣也是程序自動(dòng)更新接觸剛度，但是區(qū)別是這種更新的尺度會(huì)更加激進(jìn)一些，這樣的好處是有時(shí)候會(huì)收斂得快一點(diǎn)。但是若剛度更新的差異過(guò)大也會(huì)造成收斂困難。
展開(kāi) ANSYS Workbench包含尖角的接觸分析案例詳解
長(zhǎng)方形面體幾何更改
在Design Modeler內(nèi)，對(duì)長(zhǎng)方形面體要發(fā)生接觸的尖角倒圓(R3):
接觸設(shè)置里contact加入生成的圓角邊：
然而重新計(jì)算后依然在0.3178秒時(shí)不收斂，Newton-Raphson殘余力如圖：
即使加密網(wǎng)格(默認(rèn)單元尺寸為1mm)，重新計(jì)算后依然在0.3178秒時(shí)不收斂：
6. 長(zhǎng)方形面體幾何不更改
前面增加的圓角抑制，網(wǎng)格使用默認(rèn)單元尺寸，接觸的contact自動(dòng)更新為2條直邊，更改接觸的設(shè)置如下：
再次求解，461步后收斂：
變形動(dòng)畫(huà)：
7. 局部加密網(wǎng)格，接觸設(shè)置不改
保持接觸設(shè)置為默認(rèn)，方形面體頂部和左側(cè)的邊網(wǎng)格加密如下(edge sizing單元尺寸取6mm):
計(jì)算也可以收斂，但需要943步：
可見(jiàn)，或者加密網(wǎng)格，或者接觸屬性被合理設(shè)置，接觸對(duì)里的尖角不需倒圓也可達(dá)到計(jì)算收斂。
下面是2個(gè)尖角與target接觸又分離仍然不需倒圓的例子。
(二)接觸發(fā)生后幾何再次分離。
1. 問(wèn)題描述
在Design Modeler里建立2個(gè)面體如圖。圖中3個(gè)加亮顯示的邊是為了減小網(wǎng)格數(shù)量split edge后得到的，設(shè)置分析類(lèi)型為2D。
2. 分析設(shè)置
建立static structural任務(wù)后進(jìn)入分析頁(yè)面，2個(gè)面體材料均指定為軟件自帶的Structural Steel
NL。建立摩擦接觸，contact為N形面體的3條邊，target為L(zhǎng)形面體的5條邊，摩擦系數(shù)0.2，其它所有接觸設(shè)置為默認(rèn)。
生成網(wǎng)格，單元尺寸為0.5mm：
邊界條件，L形面體最右側(cè)的邊f(xié)ixed support，N形面體左側(cè)的邊Y向位移-4mm，X向0mm。
展開(kāi) 
ANSYS單元類(lèi)型詳解及選擇原則
希望對(duì)大家有幫助
ansys單元類(lèi)型詳解及選擇原則.doc
ANSYS接觸單元.doc
ANSYS關(guān)于接觸單元
什么是接觸單元，它的用處是什么
『分享』Ansys中文幫助匯總——常用單元、命令詳解
說(shuō)明:
1.在學(xué)習(xí)Ansys時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)的中文資料太少而且很散亂，為了學(xué)習(xí)
的方便，編寫(xiě)此書(shū)；
2.本書(shū)內(nèi)容大部分來(lái)自網(wǎng)上，編者不保證所有內(nèi)容的完全正確性，
如有錯(cuò)誤請(qǐng)聯(lián)系編者；
3.因條件限制，本書(shū)沒(méi)有包含所有Ansys單元，但內(nèi)容將會(huì)在后續(xù)
版本中不斷更新；
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6.編者保留對(duì)本書(shū)的最終解釋權(quán)。
編 者 Ant008
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展開(kāi) ANSYS Mechanical 2022 新功能：單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計(jì)算
本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計(jì)算。
文末領(lǐng)取學(xué)習(xí)資料
下面我們看看具體的更新內(nèi)容：
一、單元部分
增強(qiáng)單元性能加強(qiáng)
面增強(qiáng)單元的彎曲剛度
使用單軸剛度單元進(jìn)行反向求解
耦合單元的增強(qiáng)
運(yùn)動(dòng)副單元增強(qiáng)
二、接觸部分
基于Dual Shape函數(shù)的接觸算法
新的自適應(yīng)小滑移選項(xiàng)
殼-實(shí)體組裝件的準(zhǔn)確性改進(jìn)
螺栓預(yù)緊支持通用軸對(duì)稱(chēng)單元
網(wǎng)格獨(dú)立點(diǎn)焊增強(qiáng)功能
瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)精度改進(jìn)：HHT算法
力矩收斂參考值計(jì)算穩(wěn)健性改進(jìn)
三、斷裂力學(xué)
基于應(yīng)力比率的疲勞裂紋閉合
Paris定律與裂縫閉合效應(yīng)相結(jié)合
應(yīng)力比率（R）相關(guān)的疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律
靜態(tài)裂紋擴(kuò)展的溫度/時(shí)間相關(guān)斷裂準(zhǔn)則
自適應(yīng)裂紋初始化/插入
3D界面單元
動(dòng)態(tài)裂紋擴(kuò)展尺寸控制
四、求解器效率提升
資源預(yù)測(cè)增強(qiáng)
分布式求解增強(qiáng)
文章篇幅有限
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