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ANSYS接触分析总结

(2017-04-26 16:22:36)
分类: CAE
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1 接触现象
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    接触问题在工程中十分广泛。如齿轮啮合、螺栓连接、冲压成型等等。
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2 接触理论
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2.1 接触界面非线性
    接触界面非线性主要来源于两个方面:(1)接触界面的区域大小和相互位置以及接触状态不仅是事先未知的,而且是随着时间变化的,需要在求解过程中确定。(2)接触条件的非线性。主要包括①接触物体不可相互侵入;②接触力的法向分量只能是压力;③切向接触的摩擦条件
2.2接触状态的分类
    接触状态有分离状态、粘接接触状态、滑动接触状态
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3 接触单元的选择
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ANSYS中的接触单元如下表所示。
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4 目标面与接触面的确定
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目标面的选择原则:凹、粗、刚、高阶、大
即凹面、网格较粗的面、刚度较大的面、高阶单元、面积较大的面
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5 实常数和单元关键字
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    在ANSYS软件中,接触单元的实常数有26个,其中两个即R1和R2用来指定目标面的单元的几何形状,剩下的参数用来控制接触行为。
5.1实常数的意义和设置
·R1,R2:对于CONTA171和CONTA172单元来说,如果目标形状(TARGE169)是一个圆,则R1就是圆的半径;如果其下的单元是个附有厚度的超单元,则R2是单元厚度。对CONTA163和CONTA174来说,如果目标形状是一个圆柱体、锥体或者球体,则R1是其半径,而R2则是位于第二个节点上的锥体半径。当用CONTA176来模拟3维梁—梁接触时,R1是位于目标侧面上圆形梁的半径(目标半径),正值表示梁—梁外部接触,当要模拟梁—梁内部接触时,就用负值来表示外梁的内半径;R2表示接触侧面圆形梁的半径,对外部或内部梁—梁接触均使用正值。
·FKN:定义法向接触刚度因子。变化范围一般为0.01~1.0,其默认值为1.0,默认值适合大多数变形,但要考虑弯曲变形时,建议将值设置为0.1.由于塑性材料或者其他非弹性材料的性能会影响到默认的法向接触刚度,在接触分析时用户要确定使用了适当的法向接触刚度。
FTOLN:根据单元厚度计算许可渗透量的因子,即确定渗透量的范围。FTOLN一般与增广的Lagrangian算法联合使用,它是一个施加在接触面法向的公差因子,其变化范围一般小于1.0(通常是小于0.2),默认值为0.1


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6 查看接触状态
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6.1 分离状态

6.2 粘接接触状态

6.3 滑动接触状态


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7 参考文献
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