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案例介紹了ANSYS workbench 銷軸非線性接觸靜力學分析。本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。 ?

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。

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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）。

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 。

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致不收斂的特定接觸對。2）在接觸區域細化網格：這將使接觸壓力分布在更多的單元上，并增加接觸點的數量。相對較少的接觸點可能會導致非常高的接觸應力，從而導致單元過度變形和收斂困難。對于非線性材料，這尤其成問題。

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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

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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。

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。

一個構件的面相對于另一個構件的面可以自由滑動或分離，就認為兩個構件之間存在可變的接觸狀態非線性，即接觸非線性或狀態非線性，此時系統的剛度依賴于接觸的狀態，而接觸的分離和接觸是一個非線性的過程。在真實的物體接觸過程中兩個接觸對象是不可能相互穿透的，所以在接觸算法方面需要在兩個接觸對象之間建立一種數學關系來阻止穿透的發生，否則將發生如下圖的穿透。

進階內容（需另付費，有需要可聯系）（1）隔震支座在ANSYS中的批量建模方法，預計時間2024年02月（2）如何在ABAQUS中模擬非線性單位隔震支座（連接器單元），預計時間2024年03月3. 解決的問題（1）如何在ANSYS中模擬橡膠隔震支座？（2）如何確定隔震模型的力學參數與隔震支座設計參數的定量對應關系？（3）如何模擬隔震支座的非線性特性？

</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51);">案例介紹了ANSYS workbench </span>板簧<span style="color: rgb(51, 51, 51);">非線性靜力學分析。

3非線性逼近技術。 在ANSYS里還是牛頓－拉普森法和弧長法。牛頓－拉普森法是常用的方法，收斂速度較快，但也和結構特點和步長有關。弧長法常被某些人推崇備至，它能算出力加載和位移加載下的響應峰值和下降響應曲線。但也發現：在峰值點，弧長法仍可能失效，甚至在非線性計算的線性階段，它也可能會無法收斂。

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.