ANSYS中常用的接触类型及接触面和目标面的选择原则

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1、Ansys中常用的接触类型

ANSYS有三种类型的接触单元:

(1)节点对节点:这是指接触的最终位置事先是知道的;

(2)节点对面:接触区域未知,并且允许大滑动;

(3)面对面:接触区域未知,并且允许大滑动;

在三种类型的接触中应优先选择面面接触,面面接触具有如下优点

(1)与低次和高次单元都兼容;

(2)支持具有大滑动和摩擦的大变形;

(3)提供更好的接触结果(易于进行接触压力和摩擦应力的后处理);

(4)能计算壳和梁的厚度及壳厚度的改变;

(5)半自动接触刚度计算;

(6)“控制节点”对刚性面的控制,智能默认设置.接触向导易于使用。

2、Ansys中选择接触面和目标面的原则

(1)如果凸面与平面或凹面接触,那么平面或凹面应该是目标面;

(2)如果一个表面网格粗糙,而另一个表面网格较细,那么网格粗糙的表面应该是目标面;

(3)如果一个表面比另一个表面的刚度大,那么刚度大的表面应该是目标面;

(4)如果一个表面划分为高次单元,而另一个表面划分为低次单元,那么划分为低次单元的表面应该是目标面;

(5)如果一个表面比另一个表面大,那么大的表面应该是目标面。

对于第3条处理刚对柔接触类型很容易判定目标面和接触面。对于柔对柔接触判定接触面和目标面就要考虑其他原则。

3、包含摩擦的问题

包含摩擦的接触问题会产生不对称的刚度矩阵。然而,使用不对称的方程求解器比对称求解器的计算费用更高。由于这个原因,ANSYS用一种对称算法进行计算。利用此算法,可以解决多数包含摩擦的接触问题。如果遇到了一个收效缓慢的问题,可以用不对称求解选项,在这种情况下应该用稀疏矩阵求解器(优选的)或波前法求解器。

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