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來(lái)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(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)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(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。

今天開(kāi)始，將要更新接觸方面的非線性有限元編程知識(shí)，本篇推文會(huì)給大家?guī)?lái)以下內(nèi)容： 接觸相關(guān)概念 結(jié)合單點(diǎn)接觸問(wèn)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(shù)法求解接觸力 接觸相關(guān)概念 接觸是將多個(gè)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(lèi)為邊界非線性

非線性接觸類(lèi)型設(shè)置為計(jì)算的接觸類(lèi)型，此時(shí)需要更多的求解時(shí)間，也更容易出現(xiàn)收斂問(wèn)題，因?yàn)?em>接觸非線性是三大非線性問(wèn)題中非線性最強(qiáng)最難收斂的問(wèn)題；如果兩個(gè)構(gòu)件之間只傳遞力不發(fā)生分離和相對(duì)滑動(dòng)也不關(guān)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(wèn)題設(shè)置為線性接觸類(lèi)型，即Bonded和No Separation 。

當(dāng)接觸行為設(shè)置為Program Controlled 時(shí)求解器會(huì)根據(jù)具體的情況按照如下設(shè)置： 對(duì)于柔柔接觸將被設(shè)置為Auto Asymmetric（自動(dòng)非對(duì)稱） ； 對(duì)于剛?cè)?em>接觸將會(huì)被設(shè)置為Asymmetric（非對(duì)稱） ； 對(duì)于柔柔接觸的體被設(shè)置了Nonlinear Adaptive Region（非線性自適應(yīng)域）將被設(shè)置為Symmetric （對(duì)稱）。

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3?? 材料非線性 (Material Nonlinearity) 應(yīng)力與應(yīng)變不再是簡(jiǎn)單的彈性模量 $$$$ 比例關(guān)系。涵蓋材料的屈服（塑性）、超彈性（橡膠）、蠕變或粘彈性。一旦進(jìn)入塑性區(qū)，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(tǒng)的邊界條件隨運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變。

本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：1、學(xué)習(xí)型仿真工程師2、理工科院校學(xué)生你會(huì)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(xué)分析步的建立3、學(xué)習(xí)非線性接觸分析的相互關(guān)系的設(shè)置4、了解靜力學(xué)網(wǎng)格的劃分5、學(xué)習(xí)載荷的施加6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比案例介紹：所使用軟件為ABAQUS2018.

一個(gè)構(gòu)件的面相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件的面可以自由滑動(dòng)或分離，就認(rèn)為兩個(gè)構(gòu)件之間存在可變的接觸狀態(tài)非線性，即接觸非線性或狀態(tài)非線性，此時(shí)系統(tǒng)的剛度依賴于接觸的狀態(tài)，而接觸的分離和接觸是一個(gè)非線性的過(guò)程。在真實(shí)的物體接觸過(guò)程中兩個(gè)接觸對(duì)象是不可能相互穿透的，所以在接觸算法方面需要在兩個(gè)接觸對(duì)象之間建立一種數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)阻止穿透的發(fā)生，否則將發(fā)生如下圖的穿透。

以下是一些額外的建議：1）繪制剩余力：牛頓-拉夫森剩余力的高值通常表明導(dǎo)致不收斂的特定接觸對(duì)。2）在接觸區(qū)域細(xì)化網(wǎng)格：這將使接觸壓力分布在更多的單元上，并增加接觸點(diǎn)的數(shù)量。相對(duì)較少的接觸點(diǎn)可能會(huì)導(dǎo)致非常高的接觸應(yīng)力，從而導(dǎo)致單元過(guò)度變形和收斂困難。對(duì)于非線性材料，這尤其成問(wèn)題。

案例介紹了ANSYS workbench 銷(xiāo)軸非線性接觸靜力學(xué)分析。本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。 ?

本篇推文延續(xù)上一節(jié)的接觸非線性內(nèi)容，繼續(xù)深入了解接觸問(wèn)題，主要做了下摩擦相關(guān)的內(nèi)容，主要方面如下： 使用 理論解析方法求出摩擦力及滑動(dòng)位移； 基于 拉格朗日乘子法求摩擦力及滑動(dòng)位移； 基于 罰函數(shù)法求摩擦力及滑動(dòng)位移； 問(wèn)題描述 考慮受均布荷載作用的懸臂梁

data-itemshowtype="0" tab="innerlink" style="font-family: "Microsoft Yahei"; text-align: start; text-indent: 36.8px; background-color: rgb(255, 255, 255); font-size: 15px; color: rgb(0, 82, 255);" data-linktype="2"><接觸非線性

分享2本比較經(jīng)典和介紹很詳細(xì)的教材：計(jì)算接觸力學(xué)，非線性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)，非常值得推薦一看。