abaqus第七讲：abaqus接触分析解析

abaqus‎接触分析1、塑性材料和接‎触面上都不能‎用C3D20‎R和C3D2‎0单元，这可能是你收‎敛问题的主要‎原因。

如果需要得到‎应力，可以使用C3‎D8I (在所关心的部‎位要让单元角‎度尽量接近9‎0度)，如果只关心应‎变和位移，可以使用C3‎D8R, 几何形状复杂‎时，可以使用C3‎D10M。

2、接触对中的s‎l ave surfac‎e应该是材料‎较软，网格较细的面‎。

3、接触面之间有‎微小的距离，定义接触时要‎设定“Adjust‎=位置误差限度‎”，此误差限度要‎大于接触面之间的距离‎，否则ABAQ‎U S会认为两‎个面没有接触‎：*Contac‎t Pair, intera‎c tion="SOIL PILE SIDE CONTAC‎T", small slidin‎g,adjust‎=0.2.4、定义tie时‎也应该设定类‎似的posi‎t ion tolera‎n ce:*Tie, name=ShaftB‎o ttom, adjust‎=yes, positi‎o n tolera‎n ce=0.15、msg文件中‎出现zero‎pivot说‎明ABAQU‎S无法自动解‎决过约束问题‎，例如在桩底部‎的最外一圈节‎点上即定义了‎t ie，又定义了co‎n tact, 出现过约束。

解决方法是在‎选择tie或‎c ontac‎t的slav‎e surfac‎e时，将类型设为n‎o de region‎,然后选择区域‎时不要包含这‎一圈节点（我附上的文件‎中没有做这样‎的修改）。

6、接触定义在哪‎个分析步取决‎于你模型的实‎际物理背景，如果从一开始‎两个面就是相‎接触的，就定义在in‎i tial或‎你的第一个分‎析步中；如果是后来才‎开始接触的，就定义在后面‎的分析步中。

边界条件也是‎这样。

7、我在前面上传‎的文件里用*CONTRO‎L设了允许的‎迭代次数18‎，意思是18次‎迭代不收敛时‎，才减小时间增量步‎（ABAQUS‎默认的值是1‎2）。

abaqus接触分析abaqus—接触分析(转)已有 264 次阅读2010-8-24 19:39 |1、塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。

如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。

2、接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触:*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding,adjust=0.2.4、定义tie时也应该设定类似的position tolerance: *Tie,name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.15、 msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。

解决方法是在选择tie或contact的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点(我附上的文件中没有做这样的修改)。

6、接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中;如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。

边界条件也是这样。

7、我在前面上传的文件里用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步(ABAQUS默认的值是12)。

一般情况下不必设置此参数，如果在msg文件中看到opening和closure的数目不断减小(即迭代的趋势是收敛的)，但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。

abaqus接触问题分析abaqus接触分析1、塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。

如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。

2、接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触：*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding,adjust=0.2.4、定义tie时也应该设定类似的position tolerance:*Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.15、msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。

解决方法是在选择tie或contact的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点（我附上的文件中没有做这样的修改）。

6、接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中；如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。

边界条件也是这样。

7、我在前面上传的文件里用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步（ABAQUS默认的值是12）。

一般情况下不必设置此参数，如果在msg文件中看到opening和closure的数目不断减小（即迭代的趋势是收敛的），但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。

AbaqusStandard中的接触分析在ABAQUS/Standard中可以通过定义接触面(surface)或接触单元(contact element)来模拟接触问题。

接触面分为以下3类。

1) 由单元构成的柔体接触面或刚体接触面。

2) 由节点构成的接触面。

3) 解析刚体接触面。

一对相互接触的面称为"接触对"(contact pair)，一个接触对中最多只能有一个由节点构成的接触面。

如果只有一个接触面，则称为"自接触"(self-contact)。

ABAQUS/Standard的接触对由主面(master surface)和从面(slave surface)构成。

在模拟过程中，接触方向总是主面的法线方向，从面上的节点不会穿越主面，但主面上的节点可以穿越从面。

定义主面和从面时要注意以下问题。

1)应选择刚度较大的面作为主面。

这里所说的"刚度"不但要考虑材料特性，还要考虑结构的刚度。

解析面(analytical surface) 或由刚性单元构成的面必须作为主面，从面则必须是柔体上的面(可以是施加了刚体约束的柔体)。

2) 如果两个接触面的刚度相似，则应选择网格较粗的面作为主面。

3) 两个面的节点位置不要求是一一对应的，但如果能够令其一一对应，可以得到更精确的结果。

4) 主面不能是由节点构成的面，并且必须是连续的。

如果是有限滑移(finite sliding)，主面在发生接触的部位必须是光滑的(即不能有尖角)。

5) 如果接触面在发生接触的部位有很大的凹角或尖角，应该将其分别定义为两个面。

6) 如果是有限滑移(finite sliding)，则在整个分析过程中，都尽量不要让从面节点落到主面之外(尤其是不要落到主面的背面)，否则容易出现收敛问题。

7) 一对接触面的法线方向应该相反，换言之，如果主面和从面在几何位置上没有发生重叠，则一个面的法线应指向另一个面所在的那一侧(对于三维实体，法线应该指向实体的外侧)。

1、塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。

如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。

2、接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触：*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding, adjust=0.2.4、定义tie时也应该设定类似的position tolerance:*Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.1 5、msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。

解决方法是在选择tie或contact的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点（我附上的文件中没有做这样的修改）。

6、接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中；如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。

边界条件也是这样。

7、我在前面上传的文件里用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步（ABAQUS默认的值是12）。

一般情况下不必设置此参数，如果在msg文件中看到opening和closure的数目不断减小（即迭代的趋势是收敛的），但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。

abaqus接触分析abaqus—接触分析(转)已有 264 次阅读2010-8-24 19:39 |1、塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。

如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。

2、接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触:*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding,adjust=0.2.4、定义tie时也应该设定类似的position tolerance: *Tie,name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.15、 msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。

解决方法是在选择tie或contact的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点(我附上的文件中没有做这样的修改)。

6、接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中;如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。

边界条件也是这样。

7、我在前面上传的文件里用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步(ABAQUS默认的值是12)。

一般情况下不必设置此参数，如果在msg文件中看到opening和closure的数目不断减小(即迭代的趋势是收敛的)，但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。

Abaqus中的接触问题ABAQUS中一个完整的接触模拟必须包含两部分：一是接触对的定义，其中定义了分析哪些面会发生接触，采用哪种方法判断接触状态，设定主控面和从属面等内容；二是接触面上的本构关系定义。

这里我们通过一个例子简单了解ABAQUS中的接触分析。

（一）接触面的法向模型接触面之间的相互作用包含两个部分：一是接触面的法向作用，二是接触面的切向作用。

ABAQUS对这两部分是分别定义的。

对大部分问题来说，接触面的行为十分明确，即两物体只有在压紧状态时才能传递法向压力P,若两物体之间有间隙时不传递法向压力，这种法向行为在ABAQUS称为硬接触。

这种法向行为在计算中限制了可能发生的穿透现象，但当接触条件从“开”到“闭”时，接触压力会发生剧烈的变化，有时使得接触计算很难收敛。

除了硬接触外，ABAQUS还包含几种软接触，其实质是在闭合时减慢接触压力随过盈量之间的变化速度。

（二）接触面的摩擦模型当接触面处于闭合状态(即有法向接触压力p)时，接触面可以传递切向应力，或称摩擦力。

若摩擦力小于某一极限值时，ABAQUS认为接触面处于粘结状态；若摩擦力大于极限值之后，接触面开始出现相对滑动变形，称为滑移状态。

为了合理地设置摩擦模型。

注意以下几个问题：A极限剪应力：ABAQUS中默认采用Coulomb定律计算极限剪应力：。

在某些情况下，接触压力可能比较大，导致极限剪应力也很大，可能超过能承受的值，此时用户可指定一个所允许的最大剪应力。

B弹性滑移变形：在理想状况下，接触面在滑移状态之前是没有剪切变形的，但这会造成数值计算上的困难，因而ABAQUS引入了一个“弹性滑移变形”的概念，“弹性滑移变形”是指表面粘结在一起时允许发生的少量相对滑移变形。

ABAQUS会根据接触面上单元的长度确定弹性滑移变形(默认为单元典型长度的0.5%，用户也可自己给定)，然后自动选择罚函数计算方法中的刚度。

罚摩擦公式适用于大多数问题，其中包括大部分金属成型问题。

ABAQUS中的分析步和接触一、 ABAQUS中的分析步模拟计算的加载过程包含单个或多个步骤，所以要定义分析步。

它一般包含分析过程选择，载荷选择，和输出要求选择。

而且每个分析步都可以采用不同的载荷、边界条件、分析过程和输出要求。

例如：步骤一：将板材夹于刚性夹具上。

步骤二：加载使板材变形。

步骤三：确定变形板材的自然频率。

增量步是分析步的一部分。

在非线性分析中，一个分析步中施加的总载荷被分解为许多小的增量，这样就可以按照非线性求解步骤来进行计算。

当提出初始增量的大小后，ABAQUS会自动选择后继的增量大小。

每个增量步结束时，结构处于（近似）平衡状态，结果可以写入输出数据库文件、重启动文件、数据文件或结果文件中。

选择某一增量步的计算结果写入输出数据库文件的数据称为帧。

迭代步是在一增量步中找到平衡解的一种尝试。

如果模型在迭代结束时不是处于平衡状态，ABAQUS将进行另一轮迭代。

随着每一次迭代，ABAQUS得到的解将更接近平衡状态；有时ABAQUS需要进行许多次迭代才能得到一平衡解。

当平衡解得到以后一个增量步才完成，即结果只能在一个增量步的末尾才能获得。

step,increment,attempt,iteration,的关系1）step 分析步2）increment 时间增量步3）attempt 减小增量步的尝试，即“cutback”4）iteration 迭代在一个计算中有可能用到多步分析，比如建一个土石坝，每激活（add）一个填筑层就是一个分析步step；在每个step中，如果考虑非线性，step就会分成几个增量步（increment）进行计算；在每个increment中，会有减小增量步的尝试（attempt），在每个attemp中，要进行迭代计算（iteration）。

如果迭代收敛，则在下一个increment中会增大时间增量步（比如第一个increment＝0.2，则下一个会增大为0.3）如果迭代无法达到收敛，则ABAQUS会自动减小时间增量步（减小increment），即所谓的“cutback”，如果仍然不能收敛，则会继续减小时间增量步，默认的cutback最大次数为5次，也就是attempt最大＝5，如果5次之后仍不能收敛则ABAQUS会停止分析，显示错误：too many attempts made for this increment:analysis terminated.increment时间增量步有最小值，默认的是1e-5，如果increment减小到比这还小，ABAQUS就会停止分析，出现错误：time increment required is less than the minimum specified. increment的值可以在关键字*static 中修改：*static 1., 1., 1e-05, 1.分别为初始增量步，分析时间步，最小增量步，最大增量步可以用关键字*Step设定一个分析步中increment的最大步数，如：*Step,INC=600 （the maximum number of increments in a step，默认的是100 ）*static和*Step中的increment是相同的，*Step,INC默认为100，而*static中默认为1e-5，并不是100* (1e-5)=1，这两个数都是限值，即number of increments最大为100，而increment最小为1e－5。

接触问题技巧整理1、塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20单元，这可能是你收敛问题的主要原因。

如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M.2、接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。

3、接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触：*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding, adjust=0.024、定义tie时也应该设定类似的position tolerance:*Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.15、msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。

解决方法是在选择tie或contact 的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点（我附上的文件中没有做这样的修改）。

6、接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中；如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。

边界条件也是这样。

7、我在前面上传的文件里用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步（ABAQUS默认的值是12）。

一般情况下不必设置此参数，如果在msg 文件中看到opening和closure的数目不断减小（即迭代的趋势是收敛的），但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。

部件模态综合法随着科学和生产的发展，特别是航空、航天事业的发展，越来越多的大型复杂结构被采用，这使得建模和求解都比较困难。

一方面，一个复杂结构势必引入较多的自由度，形成高维的动力学方程，使一般的计算机在内存和求解速度方面都难以胜任，更何况一般的工程问题主要关心的是较低阶的模态。

仅为了获取少数的几个模态，必须为求解高维方程付出巨大的代价也是不合适的。

另一方面，正是由于结构的庞大和复杂，一个完整的结构往往不是在同一地区生产完成的，可能一个结构的各个主要零部件不得不由不同的地区、不同的厂家生产。

而且由于试验条件的限制只能进行部件的模态实验，而无法对整体结构进行模态实验。

针对这些主要的问题，为了获得大型、复杂结构的整体模态参数，于是发展了部件模态综合法。

部件模态综合法又叫子结构耦合法。

它的基本思想是按工程观点或结构的几何轮廓，并遵循某些原则要求，把完整的结构进行人为抽象肢解成若干个子结构（或部件）；首先对子结构（或部件）进行模态分析，然后经由各种方案，把它们的主要模态信息（常为低阶主模态信息）予以保留，并借以综合完整结构的主要模态特征。

它的主要有点是，可以通过求解若干小尺寸结构的特征问题来代替直接求解大型特征值问题。

同时对各个子结构可分别使用各种适宜的数学模型和计算程序，也可以借助试验的方法来获得他们的主要模态信息。

对于自由振动方程在数学上讲就是固有（特征）值方程。

特征值方程的解不仅给出了特征值，即结构的自振频率和特征矢量——振兴或模态，而且还能使结构在动力载荷作用下的运动方程解耦，即所谓的振型分解法或叫振型叠加法。

因此，特征值问题的求解技术，对于解决结构振动问题来说吧，是非常重要的。

考虑阻尼的振型叠加法振型叠加法的定义：将结构各阶振型作为广义坐标系，求出对应于各阶振动的结构内力和位移，经叠加后确定结构总响应的方法。

振型叠加法的使用条件：∙（1）系统应该是线性的：线性材料特性，无接触条件，无非线性几何效应。