接觸面設計的案例
驅動鈦絲（SMA）的可靠性設計（7）接觸面設計
接觸面設計
本文通過分享、普及鈦絲驅動技術的可靠性設計，方便大家在機械電子工業設計等領域快速有效的轉化為科技成果。
第7節 【接觸面設計】
1.【接觸面設計】
我們在第4節和6節中提到過：驅動鈦絲經過的轉軸或支點結構時，轉軸的軸徑，我們建議大于鈦絲線徑的30倍來設計，這樣可以降低驅動機構的阻力，也可以降低鈦絲在軸向應變帶來的損傷。
1）當轉軸設計的直徑偏小時，鈦絲自身應變除了給驅動機構帶來阻力的同時，也對鈦絲造成了一定的應變損傷。轉軸直徑越小，驅動機構帶來阻力越大，同時鈦絲越容易斷裂。
2）當驅動機構采用支點驅動時，支點應該采用R角的設計，不能是直角或銳角。
如果支點居中，鈦絲和驅動支點沒有發生摩擦運動，可以不用考慮R角的大小；
如果支點不居中，鈦絲和驅動支點發生摩擦運動，則需要參考第一條，將驅動支點的半徑設計成適當的R角。
2.【接觸面的分型面】
我們在驅動機構的接觸設計過程中，需要考慮接觸面的分型面問題，特別是金屬材質的分型面。
我們的驅動機構零件，在完成設計后進入模具的設計和模具的加工生產環節，其中分型面會導致零部件在模具的壓鑄過程中帶來合模線、披鋒、毛刺、斷面等現象。
所以我們在結構設計過程中，需要提前做好拔模斜度，避開合模線和鈦絲交集。
如果無法避免的情況下，我們可以增加批量零部件的拋光打磨工藝處理。
3.【模具的頂針】
我們的驅動機構零件，有可能會在模具加工生產過程中，脫模的頂針造成的凹面和凸面的現象，造成驅動機構卡頓或鈦絲刮傷或斷裂。這是一個很容易忽略的問題。
4.【接觸面的表面工藝】
接觸面的表面工藝要求光滑，避免磨砂面，以及第2點提到的需要避免的合模線、披鋒、毛刺、斷面等現象。
展開 7 鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計-接觸面設計
鈦絲驅動技術（NiTiDrivetech）的可靠性設計
【前言】
形狀記憶合金（Shape memory alloy, SMA），也叫形態記憶合金、肌肉絲、鎳鈦記憶合金，它是由Ni（鎳）- Ti（鈦）材料組成，經過多道工序制成的絲，財哥簡稱鈦絲，可以通過電路驅動鈦絲發生運動。相比于傳統的電機、電磁鐵動力，鈦絲是一種新型的動力元件。鈦絲驅動技術（nitidrivetech）目前已經在航空航天、醫療、無人機、手機、汽車、機器人等科技領域投入使用。
本文通過公開分享、科普鈦絲驅動技術的可靠性設計經驗，方便大家在機械電子工業設計等領域快速有效地轉化為科技成果。
七、接觸面設計
1.接觸面設計
鈦絲在經過的轉軸或支點結構時，轉軸的軸徑，財哥建議大于鈦絲線徑的30倍來設計，這樣可以降低驅動機構的阻力，也可以降低鈦絲在軸向應變帶來的損傷。
1）當轉軸設計的直徑偏小時，鈦絲自身應變除了給驅動機構帶來阻力的同時，也對鈦絲造成了一定的應變損傷。轉軸直徑越小，驅動機構帶來阻力越大，同時鈦絲越容易斷裂。
2）當驅動機構采用支點驅動時，支點應該采用R角的設計，避免直角或銳角。
如果支點居中，鈦絲和驅動支點沒有發生摩擦運動，可以不用考慮R角的大小；
如果支點不居中，鈦絲和驅動支點發生摩擦運動，則需要參考第一條，將驅動支點的半徑設計成適當的R角。
2.接觸面的分型面
我們在驅動機構的接觸設計過程中，需要考慮接觸面的分型面問題，特別是金屬材質的分型面。
我們的驅動機構零件，在完成設計后進入模具的設計和模具的加工生產環節，其中分型面會導致零部件在模具的壓鑄過程中帶來合模線、披鋒、毛刺、斷面等現象。
所以我們在結構設計過程中，需要提前做好拔模斜度，避開合模線和鈦絲交集。
展開 【技巧】abaqus輸出通用接觸的某個面的接觸力
INP關鍵字
*OUTPUT, HISTORY, TIME INTERVAL = 0.1 ##0.1為輸出頻率，如計算時長為1s，需要輸出10步
*INTEGRATED OUTPUT, SURFACE =FACE_NAME ##FACE_NAME是通用接觸設置中要輸出的接觸面的名稱
SOF ##輸出面接觸力
答網友問題6之拉伸面與旋轉面的接觸力使用方法
不知道大家還記不記得，很久之前我發過一個關于接觸的帖子，是介紹接觸力建模的，用的是旋轉面和拉伸面的接觸，而在實際應用中這個接觸力并不是那么的看似簡單，比如最近有位朋友就使用這種接觸力的時候出現了問題，他一直自認為自己的建模沒有問題，卻始終找不到錯誤。
這是他建立的模型，柱體掉到軌道上：
但是仿真后的結果卻是直接穿透了
他模型的問題不在于力的參數設置，而是旋轉面的問題，解決的方式是在旋轉面上加個倒角就可以了
從接觸力曲線可以看出，接觸力正常了。
其實我建議可以用球-CAD接觸力，簡單方便，一般不會出錯。
更多下載資料請關注百度網盤LMS_VL_Motion，Moiton交流群：324201728
展開 
workbench接觸面和目標面會有遮擋或者剛好貼合時如何方便的選擇或查看？
問題：在手動添加接觸或者查看的時候，有時候接觸面和目標面會有遮擋或者剛好貼合，不方便選擇或者查看，有時候需要分別隱藏一部分模型才能選擇目標面和接觸面。
這時候可以把模型以選擇中心位置拉開一點，就可以很直觀方便的去選擇你要選擇的面了。而且也很方便檢查接觸。如圖所示，把右上角explode factor后面的滾動條拉開一點，就變成右側的樣子，就可以直接選擇三個小圓柱的下底面了，不要再隱藏下面的長方體再去選擇。這個在模型復雜且接觸設置很多的時候對手動添加和查看是很直觀的，但是由于拉開的太遠會導致接觸對不上的情況需要注意。
展開 AnsysWB-接觸面磨損模擬 ￥5
磨損是指固體物體在與另一物體接觸時，其表面材料逐漸減少的現象。該程序通過重新定位接觸節點來近似模擬這種材料的損耗情況。 新的節點位置是通過一個磨損模型來確定的，該模型會根據接觸結果計算出接觸節點需要移動的量以及移動的方向，以模擬磨損情況。
這個示例展示了如何使用Archard磨損模型。由于磨損涉及材料的去除，位于接觸元素下方的實體元素的質量會隨著磨損程度的增加而逐漸變差。為了成功模擬大量的磨損，需要重新劃分網格。這個示例展示了如何在模型經歷大量磨損時使用非線性網格自適應性來提高網格質量。
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
Abaqus接觸面節點強制匹配技術
接觸分析中，節點對齊可以提高收斂性、收斂速度以及計算精度，在一些前處理專用軟件中實現不同Part接觸面的節點匹配非常容易，但是在Abaqus中比較困難。
Abaqus提供了同一個Part相同形狀面之間的網格復制（Edit Mesh→Copy Mesh Pattern），可以實現面-面周期性網格節點強制匹配，這個功能在RVE分析中比較常用，但是不同Part之間如何做呢？
不同Part接觸面的網格強制匹配
在Abaqus中，可以通過一種非常規的操作技巧來實現接觸面網格（節點）強制匹配，該方法類似于在XEFM分析中插入裂縫。
比如這個案例中，需要計算橫向拉力作用下連接件和墊圈之間的接觸壓力，我們可以采用三種前處理方式做個比較。
連接件和墊圈接觸壓力計算
不匹配網格
按默認設置劃分各個部件的網格
不匹配網格+3D面Smoothing
按默認設置劃分各個部件的網格
接觸對中設置Surface Smoothing
強制匹配網格
Assembly模塊，使用布爾操作合并part，并保留交界面
Interaction模塊，使用Special→Assign Seams拾取交界面
Interaction模塊，使用2中創建好的Seam定義接觸對，主從面分別為其兩個側面
Mesh模塊，為被合并部件劃分網格，節點被強制對齊
處理完的網格如下圖所示：
三種前處理方式
三個模型求解的運行時間分別為25s、20s、19s，計算結果表明，后兩種方式在應力、應變、位移、接觸開度、接觸壓力以及變形（變形放大系數統一為100）等方面的結果都非常相近，比第一種方式合理。
展開 塑膠模設計，分型面排氣系統（UG設計小白看過來）
2 分型面排氣設計標準
分型面的排氣，具體要求與尺寸如下圖所示（無客戶要求外）；
分型面排氣槽的注意事項
① 兩間斷式排氣槽之間的距離 S 最大為 60mm；
② 排氣槽通常在易于砂輪移動的表面磨出，并設計在預計空氣可能滯留的地方（如，料流盡頭）, 試模后可能要增加一些；
③ 分型面的排氣槽設計要便于 CNC 加工；
④ 產品有深骨位時，通常要做鑲件，一是為了方便加工，另一方面也是為了好做排氣；
3 承壓塊的設計標準
承壓塊的受力面積要與注塑機的合模力相當，約為 10Kg/mm2,
例如: 2000 T = 2000 cm2,
350 T = 350 cm2
展開 ABAQUS接觸對中主面和從面的理解
PART1：理解
ABAQUS/Standard接觸分析中的接觸對由主面(master surface)和從面(slave surface)構成。在模擬過程中，接觸方向總是主面的法線方向，從面上的節點不會穿越到主面，但主面上的節點可以穿越從面。
定義主面和從面時要注意以下問題：
1、應選擇剛度大的面作為主面。這里所說的剛度，不僅要考慮材料本身的特性，還要考慮結構的剛度。解析面(analytical surface)或由剛性單元構成的面必須作為主面，從面則必須是柔體上的面（可以是施加了剛性約束的柔體）。
2、如果兩個接觸面的剛度相似，則應選擇網格較為粗的面作為主面。
3、兩個面的節點位置不要求是一一對應的，但如果能夠一一對應，可以得到更精確的結果。
4、主面不能是由節點構成的面，并且必須是連續的。如果是有限滑移（finite sliding），主面在發生接觸的部位必須是光滑的，不能有尖角。
5、如果接觸面在發生接觸的部位有很大的凹角或者尖角，應該將其分別定義為兩個面。
6、如果是有限滑移，則在整個分析過程中，都盡量不要讓從面節點落到主面之外，尤其是不要落到主面的背后，否則容易出現收斂問題。
7、一對接觸面的法線方向應該相反，換言之，如果主面和從而在幾何位置上沒有發生重疊，則一個面的法線應該指向另一個所在的那一側，對于三維實體，法線應該指向實體的外側。如果法線方向錯誤，ABAQUS往往會將其理解為具有很大過盈量的過盈接觸，因而無法達到收斂
PART:2：問題
abaqus 定義接觸分析后從面侵入到主面中,如何解決?
展開 接焊縫接觸面的疲勞分析研究
EH36鋼的疲勞性能對接焊縫接觸面沖刷過程的超長壽命的校核，實驗結果表明，108—010年期間仍然可能發生疲勞斷裂，與常規方法使用不兼容的疲勞強度對應于1 107年周期設計中，需要焊接結構能在超長壽命服役制度。掃描電子顯微鏡分析表明,疲勞裂紋主要發起于接焊縫的坡口接觸面的內部缺陷。一種新的“魚眼”缺陷在焊接接頭中被發現。對接焊縫接觸面中的區域缺陷與其疲勞壽命的關系已經被證實。當缺陷尺寸足夠大且數量較多時，將嚴重降低焊接接頭的疲勞性能。夾雜對合金焊接接頭疲勞性能也有嚴重的影響。
1.介紹
近年來越來越多的的構件采用焊接而成，實際應用中發現此焊接結構的破壞多是從焊接接頭處開始的，這主要是由于在焊接接頭處存在氣孔、未焊透以及裂紋等集合缺陷，導致局部區域應力集中，從而降低了整個結構的強度和使用壽命。因此研究焊接接頭處的疲勞表現以及分析影響焊接接頭性能的因素具有重要意義。
如果完全采用工藝試驗的方法進行這方面的研究，研究成本會很高而且周期也長，不利于新產品的開發。隨著計算機技術的發展，有限元分析軟件在工程中得到了廣泛地應用。本題采用ANSYS軟件來模擬焊接缺陷，進行平疲勞方面的分析。將有限元計算結果和實驗數據進行對比，表明有限元計算結果是合理的，因此可以采用ANSYS對焊接結構進行疲勞分析。
2.1 焊縫接觸面夾雜缺陷有限元分析基本理論
焊接熱作用貫穿整個焊接結構的制造過程中，焊接熱過程直接決定了接頭的顯微組織焊接應力與變形，而焊接接頭的顯微組織卻影響著接頭的疲勞強度壽命。隨著計算機技術和有限元方法的快速發展，采用有限元法通過計算機對焊接區拘束應力的瞬時分布進行了研究，同時結合裂紋和組織觀察來進行全面分析，可以深入研究各種因素對焊接裂紋起裂和擴展的影響。
展開 
Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量
在Abaqus/Standard求解器中進行包含接觸分析的非線性問題時，經常會遇到各種各樣不收斂的問題，除了前面給大家介紹的基本概念以及分析技巧之外，今天再給大家分享一個技巧，通過設置接觸面之間的距離容差和過盈量，幫助Abaqus正確建立接觸關系，保證分析更容易收斂。
定義兩個接觸面的距離或過盈量主要有以下三種方法：
（一）根據模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數
如果不做特別的設置，Abaqus直接根據模型的尺寸位置來判斷從面和主面的距離，從而確定二者的接觸狀態，這就要求在建模時精確地定義接觸面的坐標。
模型的尺寸往往會存在數值誤差，所以一般應在定義接觸時設置一個位置誤差限度，用來來調整從面節點的初始坐標，其關鍵詞為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
其中 <
位置誤差限度
>的含義為：如果從面節點與主面的距離小于此限度，Abaqus將調整這些節點的初始坐標，使其與主面的距離為0。
Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，在Edit Interaction對話框中選中Specify tolerance for adjustment zone，在其后輸入位置誤差限度的值。該值根據模型尺寸由用戶自行定義，我通常取值為0.01.如圖1所示：
圖1 指定主面和從面之間的調整距離
在定義綁定約束和接觸時，都需要適當地調整從面節點的初始坐標，以保證從面和主面之間建立正確的接觸關系。
（二）*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。
展開 Abaqus/Standard求解器設定接觸面之間的距離或過盈量
在Abaqus/Standard求解器中進行包含接觸分析的非線性問題時，經常會遇到各種各樣不收斂的問題，除了前面給大家介紹的基本概念以及分析技巧之外，今天再給大家分享一個技巧，通過設置接觸面之間的距離容差和過盈量，幫助Abaqus正確建立接觸關系，保證分析更容易收斂。
定義兩個接觸面的距離或過盈量主要有以下三種方法：
（一）根據模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數
如果不做特別的設置，Abaqus直接根據模型的尺寸位置來判斷從面和主面的距離，從而確定二者的接觸狀態，這就要求在建模時精確地定義接觸面的坐標。
模型的尺寸往往會存在數值誤差，所以一般應在定義接觸時設置一個位置誤差限度，用來來調整從面節點的初始坐標，其關鍵詞為：
*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接觸屬性的名稱 >, ADJUST = <位置誤差限度 >
<從面名稱 >，<主面名稱 >
其中 <
位置誤差限度
>的含義為：如果從面節點與主面的距離小于此限度，Abaqus將調整這些節點的初始坐標，使其與主面的距離為0。
Abaqus/CAE操作：Interaction模塊，主菜單Interaction → Create，在Edit Interaction對話框中選中Specify tolerance for adjustment zone，在其后輸入位置誤差限度的值。該值根據模型尺寸由用戶自行定義，我通常取值為0.01.如圖1所示：
圖1 指定主面和從面之間的調整距離
在定義綁定約束和接觸時，都需要適當地調整從面節點的初始坐標，以保證從面和主面之間建立正確的接觸關系。
（二）*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 來定義過盈接觸。
展開 新老混凝土接觸面屬性設置 ￥10
目前裝配式結構的發展日益加快，特別是上海、江蘇等地，裝配化的程度非常高。裝配式結構中，往往經常用到 濕接縫
（即預制裝配好的構件連接處，通過現澆混凝土來達到連接的作用）。這就涉及到 新老混凝土（預制構件為老混凝土、現澆部分為新混凝土）之間的力學行為問題（如下圖所示），其力學行為主要為 粘結層的破壞行為。
那么在有限元軟件ABAQUS中，怎么設置參數，來模擬粘結層之間的力學行為呢？答案就是：使用庫倫摩擦（kulun）+內聚力模型（cohesive）
其具體設置如下圖所示：
137基于matlab的面和線接觸的滑塊潤滑 ￥25.9
基于matlab的面和線接觸的滑塊潤滑，基于有限差分法求解面接觸滑塊潤滑的油膜厚度、油膜壓力，輸出三維可視化結果。程序已調通，可直接運行。
