COMSOL定義接觸的案例
Adams接觸定義指南：接觸參數(shù)調(diào)試案例
本案例為挖掘機(jī)鏟斗與貨車尾箱接觸的案例。
圖1 接觸案例
步驟1 應(yīng)用赫茲理論計(jì)算剛度K
計(jì)算剛度K所需要的參數(shù)主要包括接觸單元的彈性模量，泊松比以及接觸球體半徑。本案例為挖掘機(jī)的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過(guò)上述的輸入，可以計(jì)算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計(jì)算公式：
可以計(jì)算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機(jī)的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計(jì)算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計(jì)算公式：
可以推導(dǎo)出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對(duì)于金屬材料的光滑實(shí)體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對(duì)于接觸剛度相差兩個(gè)量級(jí)，同時(shí)計(jì)算的剛度K相比于默認(rèn)值（默認(rèn)值為1E8N/m）大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個(gè)參數(shù)的初始值進(jìn)行第一次的仿真分析計(jì)算。
圖2 接觸力計(jì)算結(jié)果
步驟2 應(yīng)用垂向接觸力計(jì)算滲透深度
根據(jù)垂向接觸力、等效半徑、合成的彈性模量以及滲透深度計(jì)算的公式，可以求解接觸過(guò)程中的滲透深度。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | Adams接觸定義指南（三）：接觸參數(shù)調(diào)試案例
本案例為挖掘機(jī)的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過(guò)上述的輸入，可以計(jì)算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計(jì)算公式：
可以計(jì)算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機(jī)的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計(jì)算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計(jì)算公式：
可以推導(dǎo)出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對(duì)于金屬材料的光滑實(shí)體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對(duì)于接觸剛度相差兩個(gè)量級(jí)，同時(shí)計(jì)算的剛度K相比于默認(rèn)值（默認(rèn)值為1E8N/m）大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個(gè)參數(shù)的初始值進(jìn)行第一次的仿真分析計(jì)算。
展開 Adams接觸定義指南：接觸參數(shù)調(diào)試案例
本案例為挖掘機(jī)鏟斗與貨車尾箱接觸的案例。
圖1 接觸案例
步驟1 應(yīng)用赫茲理論計(jì)算剛度K
計(jì)算剛度K所需要的參數(shù)主要包括接觸單元的彈性模量，泊松比以及接觸球體半徑。本案例為挖掘機(jī)的鏟斗與礦車尾門的接觸，均為鋼材料，具體的參數(shù)如下：
通過(guò)上述的輸入，可以計(jì)算合成彈性模量E*的大小，根據(jù)計(jì)算公式：
可以計(jì)算得到合成的彈性模量E*=1.15E11 N/m2
挖掘機(jī)的鏟斗與尾門的接觸，鏟斗接觸單元為平面，故Rtooth=∞，而尾箱接觸單元為類圓柱形狀，Rtailgate=0.1m。根據(jù)如下公式：
計(jì)算得到等效半徑R=0.1m。
根據(jù)剛度計(jì)算公式：
可以推導(dǎo)出接觸剛度K=4.85E10N/m ；對(duì)于金屬材料的光滑實(shí)體，接觸指數(shù)可初步定義為e=3/2。接觸阻尼相對(duì)于接觸剛度相差兩個(gè)量級(jí)，同時(shí)計(jì)算的剛度K相比于默認(rèn)值（默認(rèn)值為1E8N/m）大兩個(gè)數(shù)量級(jí)，故最大阻尼系數(shù)的初始值可定義為1E6 N·sec/m，最大滲透深度dmax可初始定義為等效半徑R的1%，即dmax=1%*R=0.001m。根據(jù)上述各個(gè)參數(shù)的初始值進(jìn)行第一次的仿真分析計(jì)算。
圖2 接觸力計(jì)算結(jié)果
步驟2 應(yīng)用垂向接觸力計(jì)算滲透深度
根據(jù)垂向接觸力、等效半徑、合成的彈性模量以及滲透深度計(jì)算的公式，可以求解接觸過(guò)程中的滲透深度。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | Adams接觸定義指南（五）：柔性體接觸及技巧
柔性接觸方程是基于線性柔性體的模態(tài)求解的方式進(jìn)行建立的。柔性體的實(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)位置是通過(guò)模態(tài)疊加的方式進(jìn)行計(jì)算。接觸計(jì)算中，柔性體的三角形網(wǎng)格被視為小的面幾何。柔性體接觸位置的計(jì)算與剛性體接觸位置的計(jì)算方法一樣，均使用同樣的技術(shù)，參考接觸指南（一）。柔性體的接觸應(yīng)用IMPACT方法計(jì)算接觸力，罰函數(shù)的方法不再支持柔性體的接觸定義。本文主要針對(duì)柔性體的接觸理論、接觸計(jì)算的方法以及接觸參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行闡述。
01 柔性體接觸的理論
柔性體接觸理論主要把包括如下幾個(gè)方面：
02 柔性體接觸計(jì)算的原理
不管是剛體、柔性體、2D或者3D單元，接觸力的計(jì)算均需要滲透深度作為接觸函數(shù)的輸入，從而得到接觸過(guò)程中的接觸力。
接觸類型為柔性體與柔性體的接觸類型時(shí)，幾何通過(guò)每個(gè)物體的曲面節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格定義。而有限元網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)被分組成三角形。當(dāng)柔性體接觸時(shí)，將會(huì)形成一個(gè)相交的空間區(qū)域。只有該相交區(qū)域內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，會(huì)產(chǎn)生接觸的作用力。而總的接觸力會(huì)分布到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn)的接觸力的大小與各個(gè)節(jié)點(diǎn)的滲透深度成正比關(guān)系。
當(dāng)相交空間的區(qū)域內(nèi)I柔性體與J柔性體各自節(jié)點(diǎn)的數(shù)量不一樣時(shí)，這種情況并不會(huì)影響接觸力的計(jì)算。因?yàn)槿嵝泽w的相關(guān)接觸關(guān)系，需要保證整個(gè)接觸區(qū)域的接觸力合力大小相等方向相反。而節(jié)點(diǎn)數(shù)量不一致，并不違反上述的要求。
03 柔性體接觸的限制
01
柔性體的接觸定義是基于線性理論，對(duì)于大變形的接觸，結(jié)果精度相比實(shí)際會(huì)有一定的出入；
02
柔性體接觸定義類似于使用接觸函數(shù)，而接觸函數(shù)是一個(gè)非線性彈簧阻尼器。
展開 
COMSOL 中定義隨時(shí)間任意變化的電信號(hào)的方法
本文內(nèi)容來(lái)自 COMSOL 博客
在 COMSOL 中高效地定義材料
在仿真研究中高效地定義材料
通過(guò)使用本文介紹的特征和功能，可大幅提高對(duì)模型幾何進(jìn)行材料定義的效率。此外，我們還制作了多個(gè)視頻教程，希望能幫助學(xué)會(huì)使用這些工具，并能將它們用到自己的仿真研究當(dāng)中。無(wú)論是需要處理包含多個(gè)組件的模型文件，還是要定義復(fù)雜的材料屬性，抑或是需要模擬研究中測(cè)試不同材料的影響，COMSOL Multiphysics 軟件豐富的內(nèi)置功能讓整個(gè)建模流程變得更加流暢、高效。
來(lái)源：COMSOL
COMSOL 中定義材料各向異性的方法
文章來(lái)源：comsol
設(shè)計(jì)仿真 | Adams接觸定義指南：開篇
01
概述
在兩個(gè)幾何物體之間，可以定義二維接觸或者三維接觸。Adams Solver計(jì)算兩個(gè)物體之間的接觸力是有條件的，當(dāng)兩個(gè)幾何之間不存在滲入深度時(shí)，接觸力為零，存在滲入深度，才會(huì)有接觸力。Adams支持多部件之間的接觸定義、摩擦的定義、二維幾何之間的接觸以及三維實(shí)體的接觸。除了球與平面的接觸，其他二維幾何與三維實(shí)體的接觸暫時(shí)還不支持。
在 COMSOL 中模擬接觸問(wèn)題
COMSOL Multiphysics? 中結(jié)構(gòu)力學(xué)接觸建模功能可以幫助模擬那些相互接觸后就粘在一起的物體（粘附），以及受力后分開的物體（剝離），同時(shí)還包括全內(nèi)聚力的模擬。讓我們一起學(xué)習(xí)如何使用 COMSOL Multiphysics 來(lái)處理上述情況。
使物體相互粘結(jié)：如何模擬粘附
當(dāng)對(duì)分離的固體施加壓縮力，將其緊壓在一起時(shí)，邊界上的機(jī)械接觸會(huì)使固體產(chǎn)生形變，以使接觸邊界互相契合。而如果用拉力將域分開，接觸便會(huì)隨即消失。這一效應(yīng)可使用 COMSOL Multiphysics 中傳統(tǒng)的接觸建模進(jìn)行模擬。如果物體沒(méi)有分離，而是保持粘結(jié)狀態(tài)，說(shuō)明它們可維持拉伸力或粘附力。
事實(shí)表明，在模擬與接觸和粘附現(xiàn)象有關(guān)的力時(shí)，我們需要格外注意切向上的力。當(dāng)物體接觸時(shí)，可能出現(xiàn)三種“相切狀態(tài)”：無(wú)摩擦滑動(dòng)、有摩擦滑動(dòng)和摩擦粘著。除此之外還有其他的復(fù)雜因素，在許多接觸過(guò)程中，只有滿足某些物理?xiàng)l件時(shí)，兩個(gè)邊界才會(huì)開始粘著。例如，某種粘附材料只有在超過(guò)特定溫度的環(huán)境中進(jìn)行加工處理，才能有效發(fā)揮粘附作用。不過(guò)，借助 COMSOL “結(jié)構(gòu)力學(xué)模塊”中的粘附與剝離功能，便能實(shí)現(xiàn)對(duì)上述所有現(xiàn)象的準(zhǔn)確表征。
現(xiàn)在我們來(lái)探討由膠水（真實(shí)的膠水或者具有相似功能的物質(zhì)）粘結(jié)起來(lái)的兩個(gè)固體零件。COMSOL Multiphysics 中的“粘附”節(jié)點(diǎn)是連接兩個(gè)邊界的關(guān)鍵，您可以在“模型開發(fā)器”模型樹中的“接觸”節(jié)點(diǎn)下找到這個(gè)子節(jié)點(diǎn)。
想要在接觸建模中使用“粘附”子節(jié)點(diǎn)，必須先勾選“罰函數(shù)”選項(xiàng)。罰函數(shù)的作用可被視為使用了一個(gè)剛性的單向彈簧對(duì)來(lái)模擬接觸。當(dāng)兩個(gè)邊界相互擠壓時(shí)，它們之間會(huì)形成一個(gè)虛擬的彈性薄層。在激活“粘附”模式后，彈簧切換為雙向，并具有了切向剛度。如果兩個(gè)邊界之間存在真正的粘附層，您可以參考真實(shí)的材料數(shù)據(jù)來(lái)確定剛度。
展開 設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran自動(dòng)接觸定義介紹
MSC Nastran 支持多種接觸關(guān)系模擬：支持可變形體與可變形體之間的接觸、可變形體自接觸、變形體與剛體之間的接觸；支持不同單元類型之間接觸關(guān)系定義，例如：梁?jiǎn)卧c殼單元、實(shí)體單元之間接觸關(guān)系，殼單元與實(shí)體單元之間接觸關(guān)系等；支持求解類型有線性靜力學(xué) SOL 101、結(jié)構(gòu)模態(tài)、高級(jí)非線性 SOL 400等。因需要模擬仿真物理十分復(fù)雜性，有時(shí)，又需要定義多個(gè)物體之間相互接觸關(guān)系，因此，來(lái)自各行各業(yè)不同的使用者，可能用不同的前處理軟件定義MSC Nastran模型，各種不同造成使用者定義接觸關(guān)系時(shí)步驟，難易程度不同。基于上述原因，本文提供3種定義方法：基于圖形界面 PATRAN定義自動(dòng)接觸和不支持圖形界面時(shí)，文本方式快速定義過(guò)程。下面我們分別介紹不同方式定義接觸關(guān)系。
01
基于圖形接觸逐對(duì)定義
用戶定義接觸關(guān)系時(shí)，可以基于圖形界面定義接觸體、接觸對(duì)等，例如，在Patran中，為方便定義，有專門的圖形界面幫助用戶快速定義，界面如下圖示：
1、Patran -> 下拉菜單Tools -> modeling -> contact bodies/pairs
可以創(chuàng)建變形體或剛體，創(chuàng)建方法有：
a）單元之間是否聯(lián)接 connectivity
b）單元類型 element type
c）組 Group
d）單元屬性 Properties
e）材料屬性 Materials
f）幾何 Geometry
等不同方法，結(jié)合整個(gè)模型（entire Model）、當(dāng)前組（Current Group）和當(dāng)前（Current Viewport）和單元類型等組合創(chuàng)建，十分靈活，點(diǎn)擊應(yīng)用后即可快速創(chuàng)建。
展開 如何在 COMSOL 中模擬接觸疲勞
在 COMSOL Multiphysics? 中對(duì)接觸疲勞進(jìn)行建模
我們可以用兩種方法在 COMSOL Multiphysics 中建立接觸疲勞模型。一種方法是在兩個(gè)物體的界面上創(chuàng)建一個(gè)接觸對(duì)。必須對(duì)兩個(gè)物體都進(jìn)行建模，并且必須沿著兩個(gè)接觸界面應(yīng)用精細(xì)的網(wǎng)格。這種類型的接觸模擬往往計(jì)算量很大。
模擬接觸疲勞的另一種方法是使用與赫茲有關(guān)的經(jīng)典解，用于兩個(gè)具有彎曲表面的彈性體之間的接觸，這在接觸力學(xué)的研究中有所描述。接觸中的一個(gè)物體被接觸壓力的分析解所取代，該壓力在另一個(gè)物體的表面上被指定。我們可以通過(guò)以下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在參數(shù)節(jié)點(diǎn)中指定接觸特性，如最大壓力和接觸軸，作為參數(shù)。
在變量節(jié)點(diǎn)中，將表面上某一特定位置的接觸壓力表示為變量
將接觸壓力指定為另一物體表面的邊界載荷
這樣做以后，我們就不需要對(duì)其中一個(gè)物體進(jìn)行建模，這就減小了模型的大小。由于對(duì)所產(chǎn)生的應(yīng)力狀態(tài)的準(zhǔn)確解析需要一個(gè)精細(xì)的網(wǎng)格，任何減小模型大小的技術(shù)在接觸疲勞建模中都很重要。
為接觸物體的接觸壓力指定一個(gè)分析解的設(shè)置。
第二種技術(shù)是 COMSOL 疲勞模塊的案例庫(kù)中的兩個(gè)教程模型中所采用的：長(zhǎng)期接觸疲勞和線性導(dǎo)軌中的滾動(dòng)接觸疲勞。在第一個(gè)例子中，一個(gè)球形壓頭在被測(cè)材料上被反復(fù)壓緊和釋放。在第二個(gè)例子中，一個(gè)球形滾動(dòng)元件沿著一個(gè)滾道槽移動(dòng)。
兩個(gè)模型中的特征幾何長(zhǎng)度都是幾毫米，這相當(dāng)于球形物體的接觸半徑。接觸區(qū)的特征長(zhǎng)度約為該測(cè)量值的十分之一。在長(zhǎng)期接觸疲勞的例子中，壓頭的半徑為 7 mm ，接觸半徑為 260 μm。對(duì)于滾動(dòng)接觸疲勞示例，滾動(dòng)元件的半徑是 2 mm，兩個(gè)接觸橢圓軸分別是 161 μm 和 36 μm 。
展開 
『原創(chuàng)』關(guān)于接觸對(duì)的定義技術(shù)
請(qǐng)教版主,我在定義兩圓柱接觸對(duì)時(shí),操作上總出問(wèn)題.當(dāng)我選了上面的小圓柱的一個(gè)區(qū)域面后,再選上面的節(jié)點(diǎn),
用create component給一個(gè)名字后再用plot會(huì)發(fā)現(xiàn)只看到所選擇的那個(gè)面區(qū)域了.我用的是ansys 10.0 總的來(lái)說(shuō)是在定義接觸對(duì)的操作上有問(wèn)題,可否有相關(guān)的資料讓我學(xué)習(xí)一下. 謝謝
hypermesh主要面板英文翻譯 接觸定義
hypermesh主要面板英文翻譯 接觸定義
HYPERMESH菜單解釋1.pdf
hypermesh接觸定義.doc
hypermesh主要面板英文翻譯.doc
COMSOL 軟件內(nèi)置函數(shù)和用戶定義函數(shù)說(shuō)明
為了方便用戶的建模操作，COMSOL 軟件中預(yù)置了很多常用的變量、物理常數(shù)，以及函數(shù)，并提供很多自定義函數(shù)。“使用技巧”系列將介紹這些預(yù)置功能，希望能夠提高大家的建模使用經(jīng)驗(yàn)。
訪問(wèn) COMSOL 官網(wǎng)“產(chǎn)品文檔”頁(yè)面（comsol.com/documentation）或點(diǎn)擊文末“閱讀原文”，可查看本系列全部?jī)?nèi)容。
今天將介紹本系列的第三部分：函數(shù)。
函數(shù)
在“模型開發(fā)器”中，有兩種類型的函數(shù)：內(nèi)置函數(shù)和用戶定義的函數(shù)。函數(shù)可以是標(biāo)量值或與輸入變?cè)嚓P(guān)的場(chǎng)值。某些函數(shù)的輸入和輸出變?cè)伎梢杂袉挝弧?內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)
可以直接使用的數(shù)學(xué)函數(shù)，不需要再根據(jù)定義來(lái)編寫復(fù)雜的表達(dá)式。
這些函數(shù)的輸入或輸出變?cè)獩](méi)有單位。
內(nèi)置運(yùn)算符函數(shù)
這些內(nèi)置函數(shù)的行為與內(nèi)置數(shù)學(xué)函數(shù)不同。它們可能不屬于介紹性文本范疇，但在此列出以保證保留名稱列表的完整性。有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱 Reference Manual。
用戶定義的函數(shù)
用戶定義的函數(shù)可以在模型樹的全局定義節(jié)點(diǎn)下（對(duì)于每個(gè)組件，則在定義節(jié)點(diǎn)下）定義。從函數(shù)菜單中選擇一個(gè)模板并輸入設(shè)置，定義函數(shù)的名稱和詳細(xì)形狀。
展開 Ls-dyna接觸定義-持續(xù)完善
增加接觸穩(wěn)定性：
建議使用Automatic接觸；
Beam-to-Beam的接觸建議使用contact_automatic_general；
建議總是忽略初始穿透（IGNOR=1）
Lsdyna中的接觸類型大體上分為如下四大類：
1、one-way contact（單向接觸）
2、two-way contact（雙向接觸）
3、single contact（單面接觸）
4、tied contact（固連接觸）
接觸補(bǔ)充：
單向接觸和雙向接觸：
在LS-Dyna中單向接觸僅檢查從面上從節(jié)點(diǎn)對(duì)主面的穿透，計(jì)算效率高，使用單向接觸的接觸類型如下：
NODES_TO_SURFACE
AUTOMATIC_NODES_TO_SURFACE
FORMING_NODES_TO_SURFACE（通常用于沖壓成型分析）
CONSTRAINT_NODES_TO_SURFACE（現(xiàn)在已很少使用）
ERODING_NODES_TO_SURFACE
ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE
ONE_WAY_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE
如果使用單向接觸，轉(zhuǎn)換接觸對(duì)的主從定義可能得到不同的結(jié)果，使用單向接觸有時(shí)可能捕捉不到接觸
行為。
在LS-Dyna中雙向接觸既檢查從節(jié)點(diǎn)對(duì)主面的穿透又檢查主面節(jié)點(diǎn)對(duì)從面的穿透，即檢查的對(duì)稱性，這樣對(duì)于主從表面的定義是任意的（不象單向那樣需把網(wǎng)格較粗的定義為主面），這對(duì)用戶提供了很大的方便性，代價(jià)是處理接觸這方面的計(jì)算量將增加 2 倍左右。
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