cbeam,線性接觸的案例
基于optistruct的含cbeam單元的非線性靜態分析 ￥25
基于optistruct的含cbeam單元的簡易非線性分析，本案例目的在于學習如何在optistruct中簡易模擬含有beam單元的擠壓，如何定義cbeam單元、建立非線性材料、非線性分析步等。通過本案例的學習可獨立完成含C beam單元非線性工程分析仿真模型。其前處理是在optistruct中完成，h3d結果文件在hyperview中查看。
分析結果動畫-等效塑性應變
分析模型顯示cbeam單元的3d效果
分析模型不顯示cbeam單元的3d效果
相關模型及腳本文件見附件。凡購買本案例的朋友針對收費內容部分有疑問，可以一起交流。
展開 CAE黑話：線性與非線性/幾何/材料/接觸三大類
?? CAE黑話科普：線性與非線性的“分水嶺”
在有限元分析（FEA）中，區分線性與非線性是方案制定的首要任務。簡單來說，線性是“理想化”，非線性才是“真實世界”。
1?? 線性 vs 非線性 (Linear vs. Nonlinear)
線性分析假設位移與載荷成正比，剛度矩陣
$$$$ 固定不變，計算一次即可。而非線性分析中，剛度矩陣隨計算過程變化，需要通過牛頓-拉夫遜法等算法進行多次迭代，計算量呈幾何倍數增長。
2?? 幾何非線性 (Geometric Nonlinearity)
當結構發生“大位移”、“大轉動”或“大應變”時，初始構型發生顯著改變（如釣魚竿受力）。此時，必須開啟大變形開關，以修正剛度矩陣對構型變化的響應。
3?? 材料非線性 (Material Nonlinearity)
應力與應變不再是簡單的彈性模量
$$$$ 比例關系。涵蓋材料的屈服（塑性）、超彈性（橡膠）、蠕變或粘彈性。一旦進入塑性區，卸載后將存在殘余變形。
4?? 接觸非線性 (Contact Nonlinearity)
最難收斂的一種。系統的邊界條件隨運動狀態改變。從“分開”到“接觸”，剛度會發生突跳。摩擦力的引入進一步增加了求解的不對稱性。
展開 ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設置用法概述
ANSYS Workbench-Mechanical接觸與非線性接觸設置用法概述
付穌昇
引文：本文寫作目的對ANSYS Workbench平臺Mechanical涉及模塊接觸設置選項進行整理和編寫，以ANSYS官方幫助和教程對于非線性接觸問題的內容為基準（特此聲明），同時借鑒《ANSYS Workbench17.0數值模擬與實例精解》一書相關文字和配圖，以希望對初學者起到一定的引領作用。
一、接觸的基本概念
兩個分離的表面接觸并相互剪切時，就稱它們處于接觸狀態。處于接觸狀態的表面具有如下特點：
(1)不互相穿透。
(2)能夠傳遞法向壓力和切向摩擦力。
(3)通常不傳遞法向拉力。
接觸的上述特點使接觸表面之間可以自由地分開并遠離。接觸是強非線性的，隨著接觸狀態的改變，接觸表面的法向和切向剛度都有顯著的變化。對于大的剛度突變，收斂問題的挑戰性較大，另外接觸區域的不確定性、摩擦、以及部件接觸外不再有其他約束，都導致接觸問題的復雜化。
接觸一般可以考慮兩類接觸問題：
①剛性體-柔性體
②柔性體-柔性體。
其中剛性體不計算應力等。
Workbench-Mechanical提供如下接觸類型和接觸行為：
綁定Bonded：沒有穿透，不分離，面或者邊以及兩者之間不出現滑動。
不分離No Separation：與綁定類似，法向不分離，允許接觸面發生小量無摩擦滑動。
無摩擦Frictionless：不穿透，表面之間自由滑動，分離不受阻礙。
摩擦Frictional：滑動阻力與摩擦系數成正比，自由分離不受阻礙。
粗糙Rough：與無摩擦類似，但是不允許滑移。
后三種接觸行為均為非線性接觸行為，接觸行為與迭代次數如表1所示。
展開 干貨 | 接觸非線性應用——解決ANSYS 接觸不收斂問題的方法
6
剛體位移
除了網格，單元設置方面導致接觸不收斂。由于數值問題導致有限元模型不正確，這個就是我們常說的結構發生了剛體位移。
導致剛體位移，大多數情況都是由于建模不嚴謹導致模型之間有間隙或者穿透，因此需要在軟件中關閉間隙或者穿透，或者通過CONTACT Tools對結構的接觸滲透間隙值進行審查。
7
振蕩
導致結構接觸不收斂的另外一個原因是由于結構在受力過程中發生了振蕩。當結構發生振動的時，可以通過引入小的摩擦系數加載所有的接觸單元上（摩擦系數可以用MU=0.01or0.1）緩解結構振蕩的效果，使得接觸的收斂性更好。
總結
接觸的非線性問題是有限元分析中的重點難點，希望通過本文能解決一部分的接觸非線性問題。后續我們將進行更多接觸非線性應用技巧的介紹。
來源：安世亞太公眾號，版權歸作者所有。
展開 
ANSYS實例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
圖5 幾何模型和面網格
5．創建目標單元
(1)創建節點：Main Menu > Preprocessor >Create > Nodes> In Active CS→ NODE輸入1001，XYZ輸入-2*R,-R,0→ Apply→ NODE輸入1002，XYZ輸入2*R,-R,0
(2)選擇節點：Utility Menu> Select> Entities→從上往下依次選擇Nodes,By Num/Pick, From Full→ OK→ 拾取節點1001和1002→ OK→ 屏幕窗口點擊鼠標右鍵→ Replot
(3)指定單元屬性編號：Main Menu> Preprocessor>Modeling> Create> Elements> Elem Attributes → [type]：3，[REAL]：2
(4)生成目標單元：Main Menu> Preprocessor>Modeling> Create> Elements> Auto Numbered> Thru Nodes→ 拾取節點1002和1001→ OK
注意節點的連接順序，剛柔接觸中目標剛性單元的外法線與接觸單元接觸。
展開 Abaqus接觸非線性在有限元計算分析中的應用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計算分析中應用非常廣泛，特別是動態顯式的求解，只要模型中包含兩個以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設置主要在Interation模塊中完成，設置接觸的屬性時，可以設置摩擦系數，阻尼系數，損壞，失效準則等非線性參數，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機械約束方式為運動學接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對模型定義非線性接觸后得到的分析結果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實例
展開 非線性有限元編程 | 接觸（1）
今天開始，將要更新接觸方面的非線性有限元編程知識，本篇推文會給大家帶來以下內容：
接觸相關概念
結合單點接觸問題，使用理論解析方法求出接觸力
分別使用拉格朗日乘子法和罰函數法求解接觸力
接觸相關概念
接觸是將多個部件連接在一起的主要工具，包括螺釘、螺栓、焊縫等，接觸非線性可以被歸類為邊界非線性。
接觸分析的目的是回答以下問題:
是否有兩個或多個物體在接觸；
如果有接觸，接觸的位置或區域在哪里
接觸界面中有多少接觸力或壓力
接觸后界面中是否存在相對運動
接觸的兩個特點：
若兩個單獨的物體接觸，當兩個物體分開時，接觸力保持在零；物體接觸后，接觸力瞬間增加
在
位移邊界上，若
位移已知，則可以計算出
反力；在
牽引邊界上，若已知
作用力，則可以計算出相應的
位移。然而，在接觸的情況下，_位移和接觸力都是未知的_，除了非常有限的情況。
在求解接觸問題時，可以將接觸視為優化公式的約束，使勢能在滿足接觸約束的情況下最小化，即一個物體不能穿透另一個物體。通常使用罰函數法（penalty regularization）和拉格朗日乘子法（Lagrange multiplier methods），將約束優化問題轉化為無約束優化問題。
展開 非線性有限元編程 | 接觸（2）
本篇推文延續上一節的接觸非線性內容，繼續深入了解接觸問題，主要做了下摩擦相關的內容，主要方面如下：
使用
理論解析方法求出摩擦力及滑動位移；
基于
拉格朗日乘子法求摩擦力及滑動位移；
基于
罰函數法求摩擦力及滑動位移；
問題描述
考慮受均布荷載作用的懸臂梁，梁的自由端受剛性塊的限制，如下圖所示，梁的末端與剛性塊之間存在一個小間隙。均布荷載
=1 kN/m，梁長
=1 m，抗彎剛度EI=
N
，初始間隙
=1 mm。
有限元基礎-接觸非線性4
__biz=Mzg5MDU0MjE1Mg==&mid=2247484357&idx=1&sn=1fa1c941da8e0f26855cb180fa9f26a5&chksm=cfda42e2f8adcbf46ce75a843624026f8bf41ad13f7a448917b395b6b5bf3d1733bda1c98523&scene=21#wechat_redirect" textvalue="
-接觸面的選擇" linktype="text" imgurl="" imgdata="null" data-itemshowtype="0" tab="innerlink" style="font-size: 15px; color: rgb(0, 82, 255);" data-linktype="2"><接觸非線性3>-接觸面的選擇
接觸行為。
當接觸行為設置為Program Controlled 時求解器會根據具體的情況按照如下設置：
對于柔柔接觸將被設置為Auto Asymmetric（自動非對稱） ；
對于剛柔接觸將會被設置為Asymmetric（非對稱） ；
對于柔柔接觸的體被設置了Nonlinear Adaptive Region（非線性自適應域）將被設置為Symmetric （對稱）。
當接觸的物體可以明顯區分為接觸體和目標體時，定義接觸行為為非對稱接觸，比如剛柔接觸，根據上一篇文章選擇接觸面和目標面的原則，一般將剛體設置為目標體，所以此時定義為非對稱接觸行為；當接觸物體很難區分接觸體和目標體時，任一面都可以設置為接觸體或目標體，或者自接觸時，那么可以設置為對稱接觸行為，對稱接觸行為是接觸的兩個面既是接觸面又是目標面，但是該種設置計算時間會變長。
修剪接觸。
展開 ANSYS workbench鼓剎非線性接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習鼓剎的三維模型處理
2、學習鼓剎非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習鼓剎接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 鼓剎非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
有限元基礎-接觸非線性2
__biz=Mzg5MDU0MjE1Mg==&mid=2247484341&idx=1&sn=6822db63e746d7346411726f7a5fb1de&chksm=cfda4292f8adcb84e29821d5840e9ca1c9708e42c67a1399ad8b0fd3c936db03a4ef9ec75bc3&scene=21#wechat_redirect" textvalue="
-接觸算法" linktype="text" imgurl="" imgdata="null" data-itemshowtype="0" tab="innerlink" data-linktype="2"><接觸非線性1>-接觸算法
根據實際問題正確選擇接觸類型非常重要，如果要建模模擬兩個構件之間可以分離、相對滑動或接觸面上的壓力分布情況，此時需要選擇Frictionless, Rough或Frictional 非線性接觸類型設置為計算的接觸類型，此時需要更多的求解時間，也更容易出現收斂問題，因為接觸非線性是三大非線性問題中非線性最強最難收斂的問題；
如果兩個構件之間只傳遞力不發生分離和相對滑動也不關注接觸面的大小及接觸面上的接觸壓力分布，那么可以將接觸問題設置為線性接觸類型，即Bonded和No Separation 。
Bonded，采用綁定接觸類型時，被連接的構件可以認為是焊接或者接觸面耦合在一起的，綁定接觸也是默認的接觸類型，因為接觸的一對面或邊的接觸長度或面積不會發生變化，所以它是一種線性接觸，很容易計算得到收斂解，當接觸體之間存在初始間隙或初始小穿透時將會被忽略。（不支持剛體動力學分析）
No Separation ，不分離接觸類似與綁定接觸，也是一種線性接觸類型，只能使用于3D實體的面面接觸和2D的邊邊接觸，其他可以參考綁定接觸。
展開 
ANSYS 聯軸器非線性接觸分析案例 ￥10
本案例，展示了如何使用ANSYS WORKBENCH計算聯軸器的非線性行為，如何設置螺栓預緊力，如何設置載荷。使分析模型能夠收斂。
ANSYS Workbench2020R2建立的案例。下面提供了ANSYS分析模型、分析文件和相應的操作教程。
ANSYS非線性_接觸分析
附件地址：
ANSYS非線性_接觸分析
ANSYS workbench 赫茲非線性接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習赫茲接觸的二維模型處理
2、學習赫茲非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜力學分析步的建立
4、學習赫茲接觸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 赫茲非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ABAQUS 鋼軌非線性接觸分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、掌握鋼軌部件的三維模型繪制
2、理解接觸分析的非線性靜力學分析步的建立
3、學習非線性接觸分析的相互關系的設置
4、了解靜力學網格的劃分
5、學習載荷的施加
6、學習結果后處理的查看與對比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進行鋼軌非線性接觸分析。
本案例提供了分析相關的分析文件。
