Gap单元(间隙单元):

--用于定义两个节点间的接触

--节点可以处于接触状态(间隙闭合), 或在特定方向上满足分离条件时处于分离状态(间隙张开)

--总是在3D分析中进行定义, 但是也可以用于2D及轴对称分析

--可以在各种类型的单元间定义接触, 包括子结构(超单元)及用户自定义单元等

--可以用于模拟固定或转动方向上的接触

--可以模拟Node-to-Node接触, 也可以在耦合的温度-位移仿真中模拟空间固定方向上的热相互作用

--在传热分析中可以模拟Node-to-Node热相互作用

2. 选择及定义gap单元

当接触方向固定时, 使用GAPUNI单元模拟两个节点间的接触. 当接触方向垂直于某个轴时, 使用GAPCYL单元; 当接触方向在空间任意时, 使用GAPSPHER单元. 当接触方向在空间固定时, GAPUNIT单元可以模拟两个节点间的接触及热相互作用. DGAP单元可以模拟传热分析中两节点间的热相互作用.

Gap单元的定义需要指定形成单元的两个节点, 同时输入几何数据定义初始状态和间隙方向(如有需要)

3. 定义gap单元的属性

用户需要将gap行为与一组gap单元相关联.

输入文件用法: *GAP,ELSET=element_set_name

4. GPUNI和GAPUNIT 单元

对于GAPUNI和GAPUNIT 单元, 需要定义间隙的初始分离距离(净空) d以及接触方向 n. 另外, GAPUNIT单元具有温度自由度, 可以在耦合的温度-位移分析中模拟热相互作用.

GAPUNI节点间的净空

Abaqus/Standard 将两个节点间的当前净空h定义为:

其中, 和为第一和第二个节点的总位移, 如下图所示. 当h为负值时, 间隙接触单元将闭合, 同时时间约束条件h=0,

用户可以指定d值, 正值则间隙初始张开; 若d=0, 则间隙初始闭合. 如果d为负值, 则间隙在分析的初始为overclosed , 此时为初始过盈配合问题, 后续会详细介绍.

输入文件用法: *GAP

d

5. GAPCYL单元

GAPCYL单元可以模拟两种差异很大的接触方式:

--两个刚性管道间的接触, 小管道在大管道的内部;

--两个刚性管道沿着外表面的接触;

GAPCYL 单元的属性可以通过以下参数定义:

--初始分离距离d , 该值非零;

--节点的当前位置;

--GAPCYL单元的轴, 该轴定义了接触方向n所在的平面, 需要指定3个方向余弦;

输入文件用法: *GAP

d, X-direction cosine, Y-direction cosine, Z-direction cosine

6. GAPSPHER elements

GAPSPHER 单元可用于模拟两种非常不同的接触情况：

--一个小球在一个空心的大球内部，可模拟他两之间的接触关系；

--可模拟两个钢球外表面的接触关系；

通过定义节点之间的最小或最大分离距离d和当前单元节点的位置来定义GAPSPHER单元属性。用户指定最小或最大分离距离d。接触方向通过节点的当前位置确定。

不允许d=0：如果设置为0，则强制节点之间的距离始终精确为零，对于接触问题是不适应的。

7. DGAP elements

DGAP单元用于在热传导分析中模拟两个节点之间的热接触。通过初试分离距离d来定义接触属性。

DGAP节点之间的净空

Abaqus/Standard 通过h定义两个节点之间的净空，如：

h=d.

由于在热传导分析中没有位移，净空保持不变。净空仅用于与净空相关的热接触。

用户指定d的值。如果d为正值，间隙初始打开。如果d=0，间隙初始闭合。如果d为负值，间隙过盈，但不进行干涉调整。接触方向不需要指定，任何关于接触方向的定义都会被忽略。用户必须为Abaqus/Standard提供与这些单元相关的接触面，以便在每个单位面上计算热流量。

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