復雜接觸的案例
dyna_focus案例集錦6——復雜接觸案例
三齒嚙合
兩齒輪嚙合模擬
圓錐齒輪嚙合
軸承模擬
軸承模擬二
圓柱滾子軸承模擬
軸承模擬四
帶預緊力的兩輪接觸模擬
諧波齒輪嚙合模擬
焊接、螺栓連接等典型接觸問題在復雜裝配體 仿真分析工程應用
一、課程安排
培訓目標：通接觸分析基本理論；接觸分析前處理技巧與分析流程；
接觸實參數設置原理與方法；接觸分析計算收斂性調整方法；典型工程應用，包括螺栓連接結構、焊接結構、膠結結構以及鉸接結構；接觸問題高級衍生應用，包括摩擦生熱、磨損以及接觸密封等內容。本課程從理論出發，學員可掌握各操作設置的物理意義，從而對計算結果的適用性做出評估，
通過案例詳解，掌握仿真關鍵與技巧
。
Moldex3D仿真分析之接觸面網格處理優化建構復雜模座與MCM網格
由內部嵌件先行匹配，由內至外：
步驟4：自動復制與貼上
使用自動復制與貼上功能，先選取參考網格，隨后選取目標網格，并且點擊檢查接觸面。
步驟5：接觸面編輯工具
警告會警示區域以及邊緣不匹配的網格，使用接觸面編輯工具，進行網格微修。
步驟6：表面網格匹配完成
重新檢查表面網格缺陷，非匹配網格成功消除，MCM表面網格全匹配。
步驟7：最終檢查
重回網格頁簽，點擊生成即可開啟邊界層網格精靈，點擊精靈中的生成即可繼續生成網格；當所有網格項目皆完成后，即可按精靈中右上角的確認，并離開網格精靈。
分割復曲面（Divide Polysurfaces）特色
? 更快速地完成幾何接觸面的分割
? 提供更明確的進度條信息，可了解當前執行進度
? 可以點選進度條的取消鍵，中斷Command的執行流程。
? 無須針對不同的被切幾何，反復執行分割面／復曲面功能
? 分割復曲面功能會自動判斷哪些復曲面幾何間有接觸，在使用者輸入的容許值內進行分割。
展開 【11月28日-12月1日 北京】復雜裝配體結構接觸非線性理論與工程應用
一、16個實例模型貼近工程實戰操作：
案例01：大小撓度理論及其在三維彈簧算例中應用
案例02：夾具裝配體接觸分析
案例03：某2D反對稱平板中接觸剛度研究
案例04：球窩鏈接2D軸對稱模型對稱和反對稱算例
案例05：含有接觸，接頭，縱向彈簧及梁單元的裝配體算例
案例06：二維軸對稱注塑機噴嘴尖端裝配模型算例
案例07：三維螺栓體裝配體組件算例
案例08：二維銷板組件的平面應力分析算例
案例09：二維對稱密封組件裝配體算例
案例10：螺栓預緊和壓力載荷作用下墊片界面壓力和閉合曲線的預測算例
案例11：考慮三階載荷步的流體壓力滲透算例
案例 12：二維軸對稱剛性刀具擠壓柔性桿算例
案例13：大滑動條件下摩擦接觸界面的材料損失的模擬
案例14：2D軸對稱剛性面間貝氏彈簧算例
案例15：3d拉伸橡膠試樣超彈性曲線擬合算例
案例16：注射成型機械噴嘴尖端裝配2D軸對稱模型局部屈服算例
二、與同行差異化、效果保證：
1、實戰：專注CAE仿真計算12年，有自己的超算中心，積累了大量的項目工程案例
2、原理：帶領學員訓練實操過程，注重步驟和設置原理
3、系統：7600+學員反饋、工程實例更新與精選，形成系統的版權知識體系
4、響應：自主師資與合伙人模式，可直接對接客戶問題，即時做出響應
5、效果：所有學員提供高配筆記本、工程模型、電子資料、操作軟件、操作指導與反饋
三、課程收益
通過本課程，可以對復雜裝配體結構的接觸非線性理論有一個較為清晰的認識，同時掌握常見的接觸非線性工具和方法，特別是針對復雜模型計算不易處理，較難收斂的情況；另外對一些工程上常見組件（夾具，彈簧接觸，梁接觸，電焊，螺栓，銷等)中涉及到的接觸非線性問題也進行了重點講解。
展開 
晶體塑性顯式vumat計算模擬------案例二十七
由于應力波與系統的最高頻率相關，因此獲得準確的解決方案需要許多小的時間增量
二，復雜的接觸問題
使用顯式動力學方法比使用隱式方法更容易制定接觸條件。結果是Abaqus/Explicit 可以輕松分析涉及許多獨立實體之間復雜接觸相互作用的問題。 Abaqus/Explicit 特別適合分析承受沖擊載荷并隨后在結構內經歷復雜接觸相互作用的結構的瞬態動態響應。此類問題的一個示例是 Contact 中介紹的電路板跌落測試。在這個例子中，一塊放在泡沫包裝中的電路板從 1 m 的高度跌落到地板上。問題涉及包裝和地板之間的沖擊，以及電路板和包裝之間快速變化的接觸條件。
三，復雜的后屈曲問題
不穩定的后屈曲問題在 Abaqus/Explicit 中很容易解決。在此類問題中，結構的剛度會隨著載荷的施加而急劇變化。后屈曲響應通常包括接觸相互作用的影響。
四，高度非線性的準靜態問題
由于各種原因，Abaqus/Explicit 在解決某些本質上是靜態的問題時通常非常有效。涉及復雜接觸（例如鍛造、軋制和板材成形）的準靜態過程模擬問題通常屬于這些類別。片材成型問題通常包括非常大的膜變形、起皺和復雜的摩擦接觸條件。體成型問題的特點是大變形、飛邊形成以及與模具的接觸相互作用。使用 Abaqus/Explicit 進行準靜態分析中介紹了準靜態成形模擬的示例。
五，材料的失效與性能退化
在隱式分析程序中，材料退化和失效通常會導致嚴重的收斂困難，但Abaqus/Explicit 可以很好地模擬此類材料。材料退化的一個例子是混凝土開裂模型，其中拉伸開裂導致材料剛度變為負值。材料失效的一個例子是金屬的延展性失效模型，其中材料剛度會降低，直到降至零。此時，失敗的元素將從模型中完全刪除。
展開 晶體塑性顯式vumat計算模擬------案例二十七
由于應力波與系統的最高頻率相關，因此獲得準確的解決方案需要許多小的時間增量
二，復雜的接觸問題
使用顯式動力學方法比使用隱式方法更容易制定接觸條件。結果是Abaqus/Explicit 可以輕松分析涉及許多獨立實體之間復雜接觸相互作用的問題。 Abaqus/Explicit 特別適合分析承受沖擊載荷并隨后在結構內經歷復雜接觸相互作用的結構的瞬態動態響應。此類問題的一個示例是 Contact 中介紹的電路板跌落測試。在這個例子中，一塊放在泡沫包裝中的電路板從 1 m 的高度跌落到地板上。問題涉及包裝和地板之間的沖擊，以及電路板和包裝之間快速變化的接觸條件。
三，復雜的后屈曲問題
不穩定的后屈曲問題在 Abaqus/Explicit 中很容易解決。在此類問題中，結構的剛度會隨著載荷的施加而急劇變化。后屈曲響應通常包括接觸相互作用的影響。
四，高度非線性的準靜態問題
由于各種原因，Abaqus/Explicit 在解決某些本質上是靜態的問題時通常非常有效。涉及復雜接觸（例如鍛造、軋制和板材成形）的準靜態過程模擬問題通常屬于這些類別。片材成型問題通常包括非常大的膜變形、起皺和復雜的摩擦接觸條件。體成型問題的特點是大變形、飛邊形成以及與模具的接觸相互作用。使用 Abaqus/Explicit 進行準靜態分析中介紹了準靜態成形模擬的示例。
五，材料的失效與性能退化
在隱式分析程序中，材料退化和失效通常會導致嚴重的收斂困難，但Abaqus/Explicit 可以很好地模擬此類材料。材料退化的一個例子是混凝土開裂模型，其中拉伸開裂導致材料剛度變為負值。材料失效的一個例子是金屬的延展性失效模型，其中材料剛度會降低，直到降至零。此時，失敗的元素將從模型中完全刪除。
展開 Abaqus中接觸問題中單元類型的選擇
1.關于單元階次
在接觸分析模擬中一般最好在那些將會構成從面的模型部分使用一階單元，使用二階單元可能會出現問題，這是由接觸算法決定的。
2.單元選擇
較簡單接觸問題：線性減縮積分單元（C3D8R）和非協調單元（C3D8I）。
較復雜接觸問題：修正的二階四面體單元（C3D10M ）是為了應用于復雜的接觸模擬問題而設計的，在模型復雜的接觸分析中推薦使用，但是計算時間也大大增加。
備注：具體內容請參閱莊茁的《基于ABAQUS的有限元分析和應用》，第12章--接觸
展開 SOLIDWORKS Simulation為工程動力傳輸系統保駕護航 | 客戶案例
成功指標
每年節省數百萬美元
將復雜的接觸分析從幾天縮短到幾個小時
減少樣機數量
加速新產品的設計和開發
挑戰
Litens汽車集團公司是設計和制造工程動力傳輸系統和部件的全球領導者。公司產品的開發需要具有復雜的接觸關系的復雜裝配設計。
Litens汽車集團公司需要一個分析的解決方案，能夠輕松、快速、有效地處理復雜的接觸分析以及運動學、動力學、疲勞、位移和熱模擬。
解決方案
Litens汽車集團公司選擇了SOLIDWORKS Simulation Premium軟件。因為它是直觀的，提供一個界面下集成SOLIDWORKS CAD軟件，并包括一個完整的分析能力。利用SOLIDWORKS Simulation Premium虛擬的產品開發Litens汽車集團公司每年節省數百萬美元。
將復雜的接觸分析從幾天縮短到幾個小時，減少樣機數量，并加速了新產品的設計和開發。
“時間是關鍵因素，借助SOLIDWORKS仿真軟件中的快速求解器，我們可以在幾個小時內解決一個完整的裝配接觸分析。還有誰能做到這樣？當你衡量使用CAE的虛擬產品開發幫助我們節省時間和樣機成本時，發現它每年可以創造數百萬美元的價值。”
- Steve Jia博士，總工程師
展開 一文了解多體動力學仿真分析方法和應用領域
適用于大規模自由度系統仿真分析，專門為剛體和柔體混合系統定制的稀疏矩陣求解器已驗證，可以很好地處理大規模自由度系統仿真分析
先進的3D面接觸算法，可以很好地支持3D面接觸，包括小面和NURBS兩種類型。提供剛體-剛體面接觸，剛體-柔性體面接觸和柔性體-柔性體面接觸，高效的接觸探測算法可以更快速地計算復雜接觸問題
Ansys Motion 標準包支持模態柔性體和節點柔性，并可自由選擇。Ansys Motion同時支持無網格柔性技術，用戶無需對結構進行網格劃分即可實現柔性體數據的計算
Ansys Motion可以提供高效，功能強大的多柔性體動力學分析工具，對機械系統的運動學分析、車輛動力學、大變形結構分析、高速旋轉系統、3D接觸系統、以及多體運動、結構變形、動力學耐久性分析等有完整的解決方案。并可以結合Ansys Maxwell 及Mechanical 來實現電機的NVH分析，利用FMI接口及MATLAB實現與Twin Builder、Simulink等軟件的系統仿真。
典型應用案例
機械臂動力學分析
汽車球籠剛柔耦合動力學分析
相關工具/技術：
Ansys Motion
相關資料：
了解Ansys解決方案在你所在行業的成功應用、工程問題解決思路
更多Ansys結構產品最新資訊、解決方案、新功能介紹、軟件使用技巧（FAQ）、培訓教程及應用案例等內容，可前往由Ansys中國結構產品技術團隊運營的“Ansys結構大本營”公眾號：Ansys-structures
展開 SOLIDWORKS Simulation為工程動力傳輸系統保駕護航 | 客戶案例
成功指標
每年節省數百萬美元
將復雜的接觸分析從幾天縮短到幾個小時
減少樣機數量
加速新產品的設計和開發
挑戰
Litens汽車集團公司是設計和制造工程動力傳輸系統和部件的全球領導者。公司產品的開發需要具有復雜的接觸關系的復雜裝配設計。
Litens 汽車集團公司需要一個分析的解決方案，能夠輕松、快速、有效地處理復雜的接觸分析以及運動學、動力學、疲勞、位移和熱模擬。
“時間是關鍵因素，借助SOLIDWORKS仿真軟件中的快速求解器，我們可以在幾個小時內解決一個完整的裝配接觸分析。還有誰能做到這樣？當你衡量使用CAE的虛擬產品開發幫助我們節省時間和樣機成本時，發現它每年可以創造數百萬美元的價值。”
- Steve Jia博士，總工程師
解決方案
Litens汽車集團公司選擇了SOLIDWORKS Simulation Premium軟件。因為它是直觀的，提供一個界面下集成SOLIDWORKS CAD軟件，并包括一個完整的分析能力。利用SOLIDWORKS Simulation Premium虛擬的產品開發Litens汽車集團公司每年節省數百萬美元。
將復雜的接觸分析從幾天縮短到幾個小時，減少樣機數量，并加速了新產品的設計和開發。
所屬行業汽車與交通
原有CAD無
現用產品SOLIDWORKS Simulation Premium
受益點價值，成果，能力，協作，易用性，專注于設計，總成本，可制造性，照片級的渲染
聯系我們
展開 行業應用方案 | 多學科系統中的多體動力學仿真
電子器件跌落仿真
柔性屏卷曲分析
Ansys Motion嶄新且強大的多體動力學解決方案
Ansys Motion 擁有最先進的多體動力學求解器，能夠對于大自由度，大加速度，非線性問題，大變形問題以及具有復雜幾何接觸問題有很好的解決方案。
Ansys Motion 擁有更快的仿真速度，Ansys Motion優秀的求解器可以顯著提升大規模自由度系統的仿真速度，且在SMP并行環境下，求解速度會進一步大幅提升。緊密集成多體和結構仿真求解器，可以同時求解剛體、柔性體、力實體和連接副的控制方程。適用于大規模自由度系統仿真分析，專門為剛體和柔體混合系統定制的稀疏矩陣求解器已驗證，可以很好地處理大規模自由度系統仿真分析
先進的3D面接觸算法，可以很好地支持3D面接觸，包括小面和NURBS兩種類型。提供剛體-剛體面接觸，剛體-柔性體面接觸和柔性體-柔性體面接觸，高效的接觸探測算法可以更快速地計算復雜接觸問題
Ansys Motion 標準包支持模態柔性體和節點柔性，并可自由選擇。Ansys Motion同時支持無網格柔性技術，用戶無需對結構進行網格劃分即可實現柔性體數據的計算
Ansys Motion可以提供高效，功能強大的多柔性體動力學分析工具，對機械系統的運動學分析、車輛動力學、大變形結構分析、高速旋轉系統、3D接觸系統、以及多體運動、結構變形、動力學耐久性分析等有完整的解決方案。
展開 
abaqus顯示動力學VS隱式動力學 ￥29.99
它在處理靜力問題、低頻動力學問題以及特征值分析時表現突出，也能夠處理復雜接觸，但有時會受到約束條件的限制。
采用Newmark隱式時間積分：
（2） ABAQUS顯式算法(ABAQUS/Explicit)
顯式算法（ABAQUS/Explicit）采用中心差分法積分，方程不耦合，可以直接推進計算，每個增量步的成本很低，對內存和磁盤的要求也相對較小。然而它對時間步長非常敏感，必須滿足穩定條件，通常由最小單元尺寸和波速決定，因此分析可能需要大量增量步。盡管如此，顯式算法在復雜接觸問題和強非線性高頻動力學問題（如沖擊、碰撞、爆炸、穿透）中具有明顯優勢，能夠更真實地反映載荷傳遞過程。
采用中心差分法進行顯式時間積分:
簡而言之，隱式適合低頻和準靜態問題，顯式更適合高速、強非線性場景；隱式的優勢在于時間步長大、步數少但單步計算重，顯式的優勢在于單步計算輕便但步數多。合理選擇分析模塊，往往能在準確性和效率之間找到平衡點。
4、 適合的求解范圍
在選擇分析模塊時，隱式和顯式各有其適用范圍。隱式求解通常更適合響應周期遠大于系統自振頻率的問題，比如準靜態或低頻動力學過程。在這類情況下，顯式方法由于時間增量過小而效率極低；而隱式方法對于平滑的非線性問題也很高效，只需較少的迭代就能收斂，因此在適度非線性、響應變化平穩的問題中表現良好。相比之下，顯式求解則在高速動力學分析中優勢明顯，它能處理帶有不連續性的復雜問題，比如接觸、碰撞、屈曲甚至材料失效等情形。對于這類問題，隱式方法往往需要大量計算資源并且容易出現收斂困難，而顯式方法由于其算法特性，反而能以更高的效率完成計算。
展開 Workbench lS-DYNA船舶碰撞仿真案例，詳解視頻及原模型 ￥69
接觸設置
4.1 接觸定義
定義部件之間的接觸關系。通常使用摩擦接觸，設置靜摩擦系數和動摩擦系數（例如0.2）。在Workbench中，可以通過Contact工具定義接觸對。可以通過右擊自動創建的方式實現一次完成接觸設置，但是經常會有問題，需要一個一個檢查一下對應接觸。
workbench-lsdyna 中玩桌球 ￥20
利用workbench lsdyna中的general contact可以自動定義好全局接觸，對于解決多物件的復雜接觸提供了較為簡單的方法。
通過重啟動，再次進行擊球。
接觸分析注意事項
利用LS-DYNA進行接觸分析需要重點注意一下幾點。
1）在定義材料特性時一定要使用協調單位，不正確的單位將使結構的響應異常甚至無法計算。
2）確保模型中使用的材料數據是精確的，多數非線性動力學問題的精度與輸入材料數據的質量密切相關。
3）在相同的PART之間不要定義多重接觸。
4）定義不同的接觸類型（單向、雙向、單面等），計算效率相差較大，因此對于復雜接觸問題的建模，需要仔細分析。不論是簡單問題還是復雜問題，推薦使用自動接觸類型。
5）避免單點載荷，容易引起沙漏模式。
