ANSYS接觸問題的意義的案例
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：
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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。
展開 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????
請教一個ansys剛體與柔體面面接觸分析問題
請問：一根鉆管（柔體）怎樣沿著轉向器目標面（剛體）的軌跡行進一段位移？目標面是一彎曲的表面，我做的模型怎么老是沿著直線走，拐不了彎啊！
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。
展開 ANSYS 接觸分析 - 關于壓頭與壓痕問題的一個例子
本例是模擬一個壓頭擠壓工件，在工件表面生成壓痕的問題。
壓頭為圓錐體，頭部是一個半徑 0.25 的近似半球，高 10，大端半徑 2.5.其材料是合金鋼，材料性能：
彈性模量 E = 210000 Mpa； 泊松比 μ = 0.3。
工件為一個半徑 5，高度 20 的圓柱體，材料為鋁合金，材料性能為：
彈性模量 E = 71000 Mpa； 泊松比 μ = 0.33。
屈服應力 σs = 240 Mpa； 切線模量： Et = 710 MPa
建模時，在壓頭的圓錐頭外表面與工件上表面之間創建面-面接觸對，分別采用柔性目標面和剛性目標面兩種接觸方式進行分析。
建模過程如下：
1 定義單元類型：
定義兩種單元類型：
(1) SOLID185 單元，用于對體積劃分網格；
(2) Mesh200 單元，設置單元形狀為 4 節點四邊形：
對圓錐體劃分網格時，準備先對一個截面劃分面網格，然后掃描為體網格，為此需要定義 Mesh200 定義，用于面網格的劃分。
形狀 MESH200 單元形狀為 4 節點四邊形，是為了與 8 節點實體單元SOLID185 的表面網格相匹配。
2 定義兩種材料，其中鋁合金定義為雙線性彈塑性材料：
其中：
材料 1 為合金鋼：
彈性模量 E = 210000 MPa， 泊松比 ν = 0.3；
材料 2 為鋁合金。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ABAQUS做的，后面會有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開大變形開關；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。內圈和底座為變形體，而壓頭為剛體。為了保證收斂，一開始就讓內圈伸入到底座3mm。此外，為了免去裝配時調整裝配位置的麻煩，首先創建一個草圖，在該草圖中創建壓頭，內圈和底座的剖面，保證初始的裝配位置，然后使用該草圖分別創建三個部件。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；為保證計算收斂，壓頭兩次下移，第一次0.001mm,第二次到57mm.
【分析過程】
1. 創建草圖。
創建一個草圖如下：
其中1-2-3-4-5-6：封閉的矩形是壓頭；3-4-8-7粉筆的矩形是內圈；9-10-11-12-13-14-15-16封閉的多邊形是底座。
展開 ansys操作步驟意義大全
ansys操作步驟意義大全
ansys操作步驟意義大全2.rar
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ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析2
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開大變形開關；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；壓頭下移57mm.
【分析過程】
（1）打開ANSYS
WORKBENCH，創建靜力學分析模塊，并設置為2D分析類型。
（2）創建材料屬性，設置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.
（3）創建幾何模型。根據以下數據點，創建2D平面。
展開 強烈建議形成一個討論用ANSYS分析接觸問題的QQ群657243132
強烈建議形成一個討論用ANSYS分析接觸問題的QQ群657243132，大家共同在線討論，交流。這是學習的一個非常好的方式。
ANSYS模態分析結果中各項數據的物理意義 ￥100
<p>ANSYS模態分析結果中各項數據的物理意義</p><p>在對結構進行地震響應分析之前，通常先對結構進行模態分析以了解結構的動力特性（自振周期和振型）。</p><p>常用的模態分析方法：Block Lanczos法、PCG Lanczos法、縮減法和非對稱法。</p><p><strong>ANSYS模態分析的結果文件包含哪些信息呢？在此以下表為例進行說明。</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202402/4246ee8fae42785e42332fe4e91e3106.png"></p><p>1 MODE 模態階數</p><p>2 FREQUENCY 頻率（Hz）</p><p>3 PERIOD 周期（s）</p><p>4 PARTIC. FACTO 振型參與系數（每個質點質量與其在某階振型中相應坐標乘積之和與該階振型模態質量之比）</p><p>5 RATIO 比率（振型參與系數與一階振型參與系數之比）</p><p>6 EFFECTIVE MASS 振型等效質量（振型參與系數的平方與振型模態質量之比）</p><p>7 CUMULATIVE MASS FRACTION 累計質量分數/有效質量系數（為第一階到該階振型等效質量之和與總等效質量之比）</p><p>8 RATIO EFF. MASS TO TOTAL MASS 振型等效質量與總質量之比</p><p><br></p><p>此外，還有如下幾個相關概念：</p><p>1 振型參與質量（該階振型的模態質量與振型參與系數平方之積）</p><p>2 振型參與質量系數（所取振型參與質量之和與總質量之比）</p><p>3 模態質量/振型質量（第i階振型的廣義質量）</p><p>4 質量參與系數（該振型的基底剪力與總質量之比）</p>
展開 技術鄰周報Q7：Ansys/離散元/ABAQUS/LS-Prepost/接觸問題/LS-DYNA/FEM-SPH/APDL
11、FEM-SPH耦合算法高效性驗證及球形磨粒恒切深劃擦6H-SiC仿真
作者：
lxyy
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807163
單純用FEM算法建立有限元網格模型在模擬大變形問題經常會出現網格畸變，且FEM算法在模擬不連續的問題，如斷裂等問題并不具有優勢，SPH算法由于不用依賴網格算法，可以很好解決這一問題，但隨之帶來的邊界難以處理，計算效率低的問題也一直難以很好解決。為此本文嘗試用FEM-SPH耦合算法來耦合兩者優點，以期獲得理想的仿真結果。本文以單顆球形磨粒等切深劃擦碳化硅工件的FEM-SPH耦合模型為例，驗證這一耦合算法的高效性、正確性。
12、LS-DYNA中的接觸問題：單面接觸，實體接觸，接觸剛度
作者：
趙旭文
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807376
在LS-DYNA中，單面接觸廣泛應用于包括耐撞性問題在內的各種問題中。單面接觸會將部件以part ID的形式設置為從面，而不會設置主面。程序會考慮所有部件之間的接觸，包括單個部件的自接觸情形。如果用戶建立的計算模型非常準確，那么單面接觸的計算結果是是非常可靠和準確的。但是如果初始模型中有許多相互穿透的問題，那么能量平衡將會明顯上升或衰減。
13、LS-Prepost中快捷鍵說明
作者：
CAE備忘錄
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1807508
旋轉模型、移動模型、放大和縮小模型（比較粗糙）、放大和縮小模型（比較精細）...
技術鄰鼓勵創作者發布優質的文章/視頻/問答/文檔，快來發布內容上周報吧~
展開 LS-DYNA中的接觸問題（六）（整車模型中的接觸問題）
本文翻譯自官方文檔，原文鏈接：
https://www.dynasupport.com/tutorial/ls-dyna-users-guide/contact-modeling-in-ls-dyna
整車模型中的接觸問題
整車模型的碰撞問題涉及到了所有自由面之間的接觸問題，大約有20%-30%的CPU計算時間用于處理這些接觸問題。這其中最重要的挑戰之一便是建立結構化的金屬部件和非結構化的泡沫、塑料部件之間的接觸模型，當模型中還有假人的話這會顯得更加重要；另一個挑戰是處理復雜幾何體部件在邊角處的接觸模型。用戶應參考本文來建立穩定的整車接觸模型以實現合理的接觸行為，本文還會根據經驗來討論一些模型實例。
1.整體或局部接觸
歷史上，人們一般單獨為不同的接觸對建立接觸模型，但是隨著技術的發展，以及一種魯棒性較高的單面接觸的引入，工程師們的建模方法已經有所改變。為了實現建模過程的簡潔性、數值計算過程的魯棒性以及計算的高效型，人們目前拋棄了定義大量接觸的方法，轉而將所有可能在碰撞中發生接觸的部件定義到一個單面接觸中。我們通常稱這種方法為整體接觸。
但是這并不意味這我們就要總是避免使用局部的接觸模型。整車模型中經常會有一些區域需要定義特殊的接觸類型，而這是整體接觸無法做到的。用戶應根據實際情況通過修改接觸設置的默認值來定義局部的基礎對。
2.AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE 或 AUTOMATIC_GENERAL
盡管這兩種接觸都是單面接觸，但是仍有一些不同之處，如下表所示。
展開 LS-DYNA中的接觸問題：單面接觸，實體接觸，接觸剛度
單面接觸
在LS-DYNA中，單面接觸廣泛應用于包括耐撞性問題在內的各種問題中。單面接觸會將部件以part ID的形式設置為從面，而不會設置主面。程序會考慮所有部件之間的接觸，包括單個部件的自接觸情形。如果用戶建立的計算模型非常準確，那么單面接觸的計算結果是是非常可靠和準確的。但是如果初始模型中有許多相互穿透的問題，那么能量平衡將會明顯上升或衰減。
對于碰撞問題，推薦使用如下接觸類型
*CONTACT_AUTOMATIC_SINGLE_SURFACE (13)
這一接觸在數次版本更新中獲得了不斷的改進，是使用最廣泛的接觸類型。
而舊版本的接觸：
*CONTACT_SINGLE_SURFACE (4)
應該避免使用，因為其未獲得改進，最終這一接觸將會被去掉或重新編寫。
上述兩種接觸有兩個明顯區別：首先，舊版本的接觸使用基于節點的桶排序方法（bucket sorting），此時鄰近節點并未共享共用的主面段。這種搜尋方法在主面段的形狀和尺寸明顯不同時，尤其是主面段的長寬比很大時可能會出錯。其次，舊版本的接觸利用面段的投影來確定接觸面，這就要求計算節點的法向矢量。而節點的法向矢量通過節點對應面段的面積加權計算而來，這對T型交叉或其他類型的復雜幾何交叉形狀而言會造成很大的計算上的困難（此句存疑）。這種計算矢量的辦法需要增加25%的CPU負載。
當對氣囊建模時，推薦使用這一接觸：
*CONTACT_AIRBAG_SINGLE_SURFACE (a13)
利用*AIRBAG_SINGLE_SURFACE這一選項，程序可以考慮單個節點和多個面段之間的接觸。與普通的接觸方式相比，這一接觸選項會進行更多的搜尋計算，因此計算成本會更高。
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