接触分析
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基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用一、引言接触问题是工程领域中常见的一个重要问题,它在很多实际应用中都具有关键作用。
接触分析能够帮助工程师设计和改进各种产品和结构,从而提高其性能和寿命,减少故障和事故的发生。
ANSYS作为一款强大的工程仿真软件,提供了多种接触分析方法和工具,为工程师们解决接触问题提供了便利。
本文将重点介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法和其在工程中的应用。
二、接触问题的分析方法接触问题的分析方法主要包括两种:解析方法和数值模拟方法。
解析方法基于一系列假设和理论分析,能够给出理论解析解,但局限于简单的几何形状和边界条件。
数值模拟方法通过建立几何模型和边界条件,利用数值计算的方法求解接触过程的力学行为和变形情况,可以适用于复杂的几何形状和边界条件。
ANSYS软件采用的是数值模拟方法,它基于有限元法和多体动力学原理,可以使用接触元素来建立模型,模拟接触过程中的相互作用,得到接触点的应力、应变以及变形信息,从而分析接触的性能和行为。
接下来将介绍ANSYS软件中的接触分析方法和其在工程中的应用。
三、接触分析方法1. 接触元素:ANSYS软件提供了多种接触元素供用户选择,包括面接触元素、体接触元素和线接触元素。
用户可以根据具体的接触问题选择合适的接触元素,建立几何模型来模拟接触行为。
2. 接触定义:在ANSYS软件中,用户可以通过定义接触性质、接触参数和接触约束来描述接触问题。
接触性质包括摩擦系数、接触行为模型等;接触参数包括接触初始状态、接触刚度等;接触约束包括接触面间的约束条件等。
3. 接触分析:通过在ANSYS软件中建立模型,定义接触参数和加载条件,进行接触分析,得到接触点的应力、应变和变形信息。
可以通过分析结果来评估接触性能,发现可能存在的问题,并进行改进和优化。
四、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域:在机械工程中,接触问题广泛存在于各种设备和结构中,如轴承、齿轮、支撑结构等。
接触分析过程
1、经验证用从其他CAD导入到Workbench的模型进行接触分析,得到的结果
偏差比较大,所以最好选择用Workbench自带的design modeler进行建模后导入simulation,用以上方法导入的模型如下左图。
2、如上图右,因为在design modeler中添加了对称,进入simulation中就会自动
施加了对称约束。
3、如上图,添加接触单元,在contact、target中添加想要的接触面。
在type中
设置为frictional,摩擦系数0.2。
4、网格划分结果如下图:
5、在静态算例添加contact tools、等效应力、合位移,如下图:
点击contact tools在左下角进行细节设置,在右侧窗口选择接触面。
在分析选项中打开大变形选项:
6、添加外圆面的径向固定约束,定义为normal to。
7、开始计算并查看结果如下图,此结果与经典ANSYS中计算的结果基本吻合。
ABAQUS接触分析
在接触分析中,ABAQUS可以模拟两个或多个物体之间的力学接触行为,并计算出接触面上的接触力、接触压力分布等关键参数。
对于弹性材料,ABAQUS使用接触算法来离散表示接触面,通过求解相应的接触力方程来计算接触力。
对于非弹性材料,ABAQUS使用弹塑性粘弹塑性接触法来模拟接触行为。
在使用ABAQUS进行接触分析时,首先需要定义接触面的集合以及相应的接触属性。
接触面可以由点、线、面或体素集表示。
接触属性包括摩擦系数、弹性刚度、硬化指数等。
然后,需要指定接触算法以及公式,用于计算接触力和接触面的位移。
接下来,需要定义物体的材料属性和边界条件。
材料属性包括弹性模量、屈服强度等。
边界条件包括约束条件、加载条件等。
在进行接触分析时,需要确保物体的几何形状和网格划分是准确和合适的。
完成模型的设置后,可以进行求解计算。
ABAQUS通过迭代方法求解非线性方程组,得到接触力和接触面的位移解。
求解完毕后,可以进行结果的后处理,包括接触力分布的可视化、接触面的位移和应变分布等。
总之,ABAQUS接触分析是一种重要的模拟方法,可以帮助工程师和科学家研究不同物体之间的力学接触行为。
通过合理设置模型参数和边界条件,结合强大的求解算法,ABAQUS可以提供精确和可靠的接触力和位移解,为工程设计和科学研究提供有力的支持。
接触线分析报告1. 引言接触线分析是一项重要的技术,它用于评估接触线的磨损情况,并提供相关建议以延长接触线的使用寿命。
本报告旨在分析接触线的磨损情况,并提供针对问题的解决方案。
2. 接触线磨损情况根据我们对接触线的观察和测量,我们发现接触线存在一定程度的磨损。
磨损的主要原因是接触线与轨道之间的摩擦和磨损,长期使用会导致接触线表面的磨损层变薄。
接触线磨损情况可以通过测量磨损层的厚度来评估。
根据我们的测量结果,接触线磨损层的平均厚度为X毫米。
这表明接触线已经使用了一段时间,并且需要进行相应维修和更换。
3. 磨损原因分析接触线磨损的主要原因是摩擦和磨损。
以下是导致接触线磨损的一些常见原因:•车辆经过频繁:车辆的运行会导致接触线与轨道产生摩擦,长期使用会加速磨损的发生。
•恶劣天气条件:恶劣的天气条件,如雨雪等,会增加接触线与轨道之间的摩擦力,并加剧磨损情况。
•不当的维护:缺乏定期的维护和保养会导致接触线磨损的加剧,例如未及时更换磨损严重的接触线。
4. 解决方案基于我们对接触线磨损情况的分析,我们提出以下解决方案:•定期检查和维护:建议对接触线进行定期的检查和维护,包括清洁、润滑和更换磨损严重的接触线,以确保其正常运行和延长使用寿命。
•改善车辆运行条件:可考虑改善车辆运行条件,减少接触线与轨道之间的摩擦和磨损。
例如,通过优化轨道结构、改善车辆悬挂系统等方式来减少接触线的负载和磨损。
•使用更耐磨的接触线材料:研发和使用更耐磨的接触线材料,可以有效降低接触线的磨损速度,延长其使用寿命。
5. 结论接触线磨损是一个常见的问题,但通过定期检查和维护,以及改善车辆运行条件和使用耐磨材料,可以减缓磨损速度并延长接触线的使用寿命。
我们建议采取上述解决方案,并定期监测接触线的磨损情况,以确保铁路系统的正常运行和安全性。
以上是对接触线磨损情况的分析和解决方案的报告,希望对您有所帮助。
如有任何问题或需要进一步的信息,请随时与我们联系。
《自润滑关节轴承接触性能分析》篇一一、引言自润滑关节轴承,作为机械装置中一种关键零部件,以其良好的承载能力和较低的摩擦磨损性能被广泛应用在各类高精度设备中。
自润滑关节轴承的性能直接影响着设备的整体运行效率与寿命。
因此,对自润滑关节轴承的接触性能进行分析,对于提高其使用性能和延长其使用寿命具有重要意义。
本文将通过理论分析和实验研究相结合的方式,对自润滑关节轴承的接触性能进行深入探讨。
二、自润滑关节轴承概述自润滑关节轴承是一种具有自润滑特性的轴承,其内部含有固体润滑剂,能够在一定程度上减少摩擦和磨损。
这种轴承的优点在于其能够适应高速度、高负载、高精度的应用场景,具有较好的减震和降噪效果。
自润滑关节轴承的接触性能主要取决于其材料、结构以及工作条件等因素。
三、接触性能分析理论自润滑关节轴承的接触性能分析主要基于弹性力学、摩擦学和热力学等理论。
在接触过程中,轴承的表面会受到压力的作用,产生弹性变形和塑性变形。
此外,由于摩擦作用,会产生热量,对轴承的接触性能产生影响。
因此,我们需要综合考虑这些因素,对自润滑关节轴承的接触性能进行分析。
四、实验研究方法为了更准确地分析自润滑关节轴承的接触性能,我们采用了实验研究的方法。
首先,我们设计了不同工况下的实验方案,包括不同的负载、速度和润滑条件等。
然后,我们使用专业的测试设备对自润滑关节轴承进行测试,记录了在不同工况下的摩擦系数、磨损量、温度等数据。
最后,我们对这些数据进行了统计分析,得出了自润滑关节轴承在不同工况下的接触性能表现。
五、实验结果与分析1. 摩擦系数分析:实验结果表明,在一定的工况下,自润滑关节轴承的摩擦系数较低,且相对稳定。
这表明其具有良好的自润滑性能,能够有效地降低摩擦和磨损。
2. 磨损量分析:通过对比不同工况下的磨损量数据,我们发现负载和速度对自润滑关节轴承的磨损量影响较大。
在高负载和高速度的工况下,磨损量较大。
而润滑条件对磨损量的影响较小,但良好的润滑条件有助于降低磨损量。
物体间接触行为的力学建模与分析研究导言物体间的接触行为在力学领域中占有重要地位,它涉及到力的传递、摩擦、变形等多个因素。
本文将对物体间接触行为的力学建模和分析研究进行探讨,并进一步探讨其在实际应用中的价值。
一、接触区域的力学模型在物体间的接触行为中,最关键的一步是建立接触区域的力学模型。
首先,我们需要确定接触的方式,常见的有点接触、面接触和线接触。
然后,根据接触方式选择适当的力学模型,如弹性模型、塑性模型或接触的模型。
弹性模型是最常用的一种接触力学模型,它假设接触面的变形是弹性恢复的,可以通过胡克定律来描述。
弹性接触力模型适用于许多实际情况,如金属间的接触、弹性体的接触等。
塑性模型则适用于一些特殊的情况,如接触面发生了变形或者产生了塑性变形。
塑性模型的建立需要考虑材料的本构方程和塑性流动准则。
通过这种模型可以更准确地预测接触区域的力学行为。
接触模型是一种包含摩擦力的模型,它考虑了物体间的滑动或滚动摩擦,可以更好地模拟实际应用中的情况。
接触模型可以通过考虑摩擦系数、滑动速度等因素来描述接触区域的力学行为。
二、力学建模的挑战物体间接触行为的力学建模是一项具有挑战性的任务。
首先,接触区域的形状和大小可能是复杂的,需要考虑多个接触点或接触区域的分布情况。
其次,物体的材料性质会对接触行为产生重要影响,如硬度、弹性模量、摩擦系数等。
再者,实际应用中往往存在非线性和非均匀的问题,这会进一步增加建模的难度。
另一个挑战是接触行为在动态情况下的建模。
在一些实际应用中,物体间的接触行为是随时间变化的,如滚动摩擦、振动等。
这就需要考虑物体的运动状态和变形情况,以及时间因素对力学行为的影响。
三、力学建模在实际应用中的价值物体间接触行为的力学建模在很多领域都有广泛应用价值。
首先,在材料科学中,对物体间接触行为进行建模可以帮助人们更好地理解材料的变形和磨损行为,从而指导新材料的设计和制造。
其次,在机械工程领域,力学建模可以帮助优化和改进物体间的接触传递和摩擦行为,提高机械装置的效率和性能。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展,接触问题在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
ANSYS软件作为一种强大的工程仿真工具,被广泛应用于解决各种复杂的工程问题,包括接触问题。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析,并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题基本理论接触问题是一种高度非线性问题,涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用。
在ANSYS软件中,接触问题主要通过定义接触对、设置接触面属性、设定接触压力等参数进行模拟。
2. ANSYS软件中接触问题的分析步骤(1)建立模型:根据实际问题,建立相应的几何模型和有限元模型。
(2)定义接触对:在ANSYS软件中,需要定义主从面以及相应的接触类型(如面-面接触、点-面接触等)。
(3)设置接触面属性:根据实际情况,设置接触面的摩擦系数、粘性等属性。
(4)设定载荷和约束:根据实际情况,设定载荷和约束条件。
(5)求解分析:进行求解分析,得到接触问题的解。
3. 接触问题分析的难点与挑战接触问题分析的难点主要在于高度的非线性和不确定性。
此外,还需要考虑多种因素,如接触面的摩擦、粘性、温度等。
这些因素使得接触问题分析变得复杂且具有挑战性。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程中的应用在机械工程中,ANSYS软件被广泛应用于解决各种接触问题。
例如,在齿轮传动、轴承、连接件等部件的设计和优化中,ANSYS软件可以模拟出部件之间的接触力和应力分布,为设计和优化提供有力支持。
2. 土木工程中的应用在土木工程中,ANSYS软件可以用于模拟土与结构之间的接触问题。
例如,在桥梁、大坝、建筑等结构的分析和设计中,ANSYS软件可以模拟出结构与土之间的相互作用力,为结构的设计和稳定性分析提供依据。
3. 汽车工程中的应用在汽车工程中,ANSYS软件被广泛应用于模拟汽车零部件之间的接触问题。
abaqus两个面之间的接触间隙Abaqus是一款强大的有限元分析软件,广泛应用于各种工程领域。
在实际工程应用中,经常需要对接触问题进行分析和计算,而接触间隙是一个重要的参数。
本文将从Abaqus中的接触分析入手,介绍如何计算两个面之间的接触间隙。
一、接触分析接触分析是指在有限元分析中考虑两个或多个物体之间的接触行为。
在实际工程应用中,接触分析是非常重要的,例如在机械设计中,需要考虑零件之间的接触问题,以保证机械系统的正常运转;在土工工程中,需要考虑地基和地下水之间的接触问题,以评估土体的稳定性。
在Abaqus中,接触分析可以通过接触单元来实现。
接触单元是一种特殊的有限元单元,用于模拟两个或多个物体之间的接触行为。
常见的接触单元包括TIE、CONTAC、SURFACE TO SURFACE等。
在接触分析中,需要定义接触面和接触参数。
接触面是指两个物体之间接触的表面,接触参数是指接触行为的一些物理参数,例如摩擦系数、弹性模量等。
二、接触间隙接触间隙是指两个接触面之间的距离,也可以理解为两个物体之间的间隔距离。
在实际工程应用中,接触间隙是一个非常重要的参数。
例如在机械设计中,如果两个零件之间的接触间隙过大,会导致机械系统的运转不稳定;如果接触间隙过小,会导致零件之间的摩擦力过大,从而加速零件的磨损和损坏。
在Abaqus中,可以通过输出接触力和位移来计算接触间隙。
接触力是指两个接触面之间的作用力,可以通过接触分析计算得到;位移是指两个接触面之间的相对位移,也可以通过接触分析计算得到。
接触间隙可以通过位移来计算,即两个接触面之间的距离等于初始距离减去相对位移。
三、计算接触间隙的方法在Abaqus中,可以通过Python脚本来计算接触间隙。
Python 脚本是Abaqus的一个重要特性,可以通过编写脚本来实现自动化计算和数据处理。
下面介绍一种计算接触间隙的Python脚本。
1. 定义接触面和接触参数在进行接触分析之前,需要定义接触面和接触参数。
ANSYS接触实例分析参考ANSYS是工程仿真领域广泛使用的一种有限元分析软件。
在实际工程中,接触问题经常出现,例如机械装配中的接触、摩擦、磨损等现象需要进行分析和优化。
本文将介绍几个ANSYS接触实例,并分析其分析方法和结果。
第一个实例是机械装配中的接触分析。
假设有一个由两个金属块组成的简单装配,要分析它们之间的接触情况。
首先需要建立两个金属块的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的接触分析模块,设置接触类型、接触参数和材料特性等。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取接触压力和接触面积等结果。
最后,根据结果对接触情况进行评估和优化。
第二个实例是摩擦接触问题的分析。
假设有一个由摩擦带和基体组成的摩擦副,需要分析摩擦力和热量的分布。
首先需要建立摩擦带和基体的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的摩擦接触分析模块,设置摩擦带和基体的材料特性、摩擦系数和接触压力等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取摩擦力、摩擦热量和温度分布等结果。
最后,根据结果对摩擦副的性能进行评估和优化。
第三个实例是磨损接触问题的分析。
假设有一个由金属零件和砂轮组成的磨削装置,需要分析金属零件表面的磨损情况。
首先需要建立金属零件和砂轮的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的磨损接触分析模块,设置金属零件和砂轮的材料特性、初始接触压力和磨粒等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取磨损量、磨损深度和磨损形貌等结果。
最后,根据结果对磨削装置进行评估和优化。
以上三个实例只是ANSYS接触分析的一小部分应用,接触分析的对象和问题种类都非常多样。
在实际工程中,可以根据具体问题的特点选择不同的接触分析方法和技术,以获取更准确和可靠的结果。
同时,还可以通过对接触问题的分析和优化,改善产品的性能和可靠性,提高工程效率和经济效益。
总结起来,ANSYS接触实例分析主要包括机械装配中的接触分析、摩擦接触问题的分析和磨损接触问题的分析。
ANSYS有三种类型的接触单元:点对点:最终位置事先知道;只能用于低次单元点对面:接触区域未知,并且允许大滑动;面对面:接触区域未知,并且允许大滑动(相对点对面接触有几个优点)。
接触分析属于高度非线性分析,需要较多的计算资源,这对网格划分以及接触面的选择提出了较高要求。
ansys可完成的接触分析主要有三类:点点,点面,面面接触分析;接触分析主要分为两类:刚体—柔体接触以及柔体—柔体接触。
其中,金属成型分析是典型的刚体柔体接触,一般的接触的问题均为柔体——柔体接触。
★分析的难点在于:1.接触面的识别和选择;2.摩擦模型的选择。
ansys接触分析是通过建立一层接触单元覆盖在接触面之上点点接触一般较少使用,它适用于:预先知道接触位置,且相对滑动忽略,转动量很小,即使是几何非线性分析。
一些过盈装配问题可以采用点点接触代替面面接触;点面接触不需要知道确切接触位置,也不必保持网格一致,允许较大的变形和相对滑动。
这种接触推荐采用contact48而不是26来计算;面面接触是最为常见也是适用范围较广的接触类型:★几个原则(asymmetric contact):接触单元不能渗入目标面,但是目标(面上的)单元可以渗入接触面。
目标面总是刚性的,接触面总是柔性的。
平面或者凹面为目标面;网格细致的为接触面,网格粗糙的为目标面(目标面可以被渗入);The softer surface should be the contact surface and the stiffer surface should be the target surface.高阶单元为接触面,低阶为目标面;However, for 3-D node-to-surface contact, 低阶单元为接触面,高阶为目标面;面积大的是目标面。
In the case of 3-D internal beam-to-beam contact modeled by CONTA176 (a beam or pipe sliding inside another hollow beam or pipe),内部的为接触面,外部为目标面;However, when the inner beam is much stiffer than the outer beam, the inner beam can be the target surface.若不能很好的区分接触面和目标面(When there are several contact pairs involved in the model, and the graphical picking of contact and target surfaces is difficult, you can just define the symmetric contact pairs and, by setting KEYOPT(8) = 2)可采用对称接触分析(Symmetric Contact),即通过设置KEYPOINT(8)=2 实现。
但是这样效果并不会很理想,计算消耗更大。
★接触分析属非线性程度较高,宜采用位移加载方式,而不是力加载方式以确保收敛。
事实上,施加力很难收敛;接触面和目标可采用ansys自带接触管理器(Contact Manager)生成,非常方便;→接触管理器只能识别的六面体网格(四边形网格),有一定的局限性。
对于自由划分的实体不能使用接触管理器;★因为大的时间增量会使因为大的时间增量会使因为大的时间增量会使因为大的时间增量会使迭代趋向于变得不稳定,使用线性搜索选项来使计算稳化。
打开线性搜索,打开自动时间步都有助于收敛,但不能与弧长法同时使用,否则在激活弧长法时发出警告并失效。
LNSRCH,1;AUTOTS,ON;非线性分析预测器,命令:PRED,Sskey,——,Lskey该命令作用是加速收敛,在大转动或黏弹性分析中可能导致发散,需关闭。
(当存在转角自由度或使用SOLID65单元时缺省为关闭)To avoid a slow convergence rate and use an updated stiffness matrix,采用完全的牛顿—拉夫逊迭代方法。
NROPT,FULL,,OFF接触刚度宜在0.01~1之间取值,先取较小值。
很多情况下,不收敛是由于选择了过大的接触刚度。
设置合理的平衡迭代次数,一个合理的平衡迭代次数通常在25和50之间。
命令:NEQITGUI:Main Menu>Solution>-load step opts-Nonlinear>Equilibriwm iter★其中常用的设置有:KEYPOINT(2)——接触算法;接触刚度,FKN;摩擦类型,;KEYPOINT(4)——接触方位点的位置;初始接触条件;KEYPOINT(7)——自动时间预测控制;KEYPOINT(9)——初始渗透的影响;KEYPOINT(12)——接触表面情况。
KEYPOINT(2)——接触算法:a 采用默认的拉格朗日法是比较合理的,使用拉格朗日算法的同时应使用实常数FTOLN,默认为0.1,这是一个收敛准则不宜过大。
接触刚度,FKN:接触刚度的意义是,两个表面渗透量的大小。
接触刚度越大则渗透越小。
但是这个值不宜过大,会导致不收敛;也不能过小,会导致渗透过大结果失真,这个值在0.01到10之间,默认为1.0。
一般来说,先选取一个较小的接触刚度,保证前几个子步能够收敛。
结合KNF和FTOLN调整。
摩擦类型,:d 程序默认接触面之间无摩擦,默认取最大摩擦力限制为:TAUMAX=1.2e20 。
实际上此值可取:根号3分之屈服应力。
这个地方存疑。
KEYPOINT(4)——接触方位点的位置:s 有两类方式:高斯积分点和牛顿——cots 积分点。
其中高斯积分点比较准确,且第二种只对于焦点接触有效果。
初始接触条件:s 这一点很可能跟为什么力加载不容易收敛有关系!是在静力分析中,接触分析很容易出现刚体位移约束不足的情况,这也是为何加位移荷载易收敛的一个原因。
因为在建模过程中很难保证两个接触面完全的贴合,接触不能有效的约束,导致发生刚体位移。
解决办法尝试:1.设置ICONT来定义一个接触环,这个值不宜过大,接触环内的节点被强制接触在一起;2.设置是常数PMAX,PMIN 来指定初始容许渗透范围,这样当分析是渗透若果超越PMAX,程序会调整接触面减小渗透,是否可以考虑设定一个负的PMIN来强制接触节点有待考证h或许可以解决接触问题加力的问题;3.设置KEYPOINT(9):KEYPOINT(9)=0,包含初始渗透;KEYPOINT(9)=1,则消除初始渗透;KEYPOINT(9)=2,过度渗透逐渐过度要0,一般用于过盈分析中;KEYPOINT(12)——接触表面情况:z代表接触面之间的分离类型。
0 -- Standard,单边法相接触,可分离1 -- Rough,法相接触,但是无滑动,不可分离2 -- No separation (sliding permitted),不分离,可滑动3 -- Bonded4 -- No separation (always)5 -- Bonded (always)6 -- Bonded (initial contact)反复荷载下约束混凝土本构关系模型与应用赵文艳; 张素梅大庆石油学院学报利用ANSYS Solid65单元分析混凝土结构霍越群; 赵光宇吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集1.tb,concr,2tbtemp,0tbdata,,0.5,1,2.868,-1这几个的值比较重要,要仔细反复调整.2.计算中最好关闭压碎,不关闭也可以,不过得到的曲线不光滑.接触刚度问题汇总:所有的接触问题都需要定义接触刚度,两个表面之间渗量的大小取决了接触刚度,过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态,而造成收敛困难,一般来谘,应该选取足够大的接触刚度以保证接触渗透小到可以接受,但同时又应该让接触刚度足够小以使不会引起总刚矩阵的病态问题而保证收敛性。
程序会根据变形体单元的材料特性来估计一个缺省的接触刚度值,你能够用实常数FKN来为接触刚度指定一个比例因子或指定一个真正的值,比例因子一般在0.01和10之间,对于大变形问题,通常为0.01-0.1,默认为1.0。
用户应当总是检验以使穿透到极小值,而又避免过多的叠代次数。
当避免过多的迭代次数时,应该尽量使渗透到达极小值。
FTLON的缺省值为0.1,你可以改变这个值但要注意如果此值太小可能会造成太多的迭代次数或者不收敛为了取得一个较好的接触刚度值,又可需要一些经验,你可以按下面的步骤过行。
1、开始时取一个较低的值,低估些值要比高估些值好因为由一个较低的接触刚度导致的渗透问题要比过高的接触刚度导致的收敛性困难,要容易解决。
2、对前几个子步进行计算,直到最终载荷的一个比例(刚好完全建立接触)。
3、检查渗透量和每一子步中的平衡迭代次数,如果总体收敛困难是由过大的渗透引起的(而不是由不平衡力和位移增量引起的),那么可能低估了FKN的值或者是将FTOLN的值取得大,如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量,达到收敛值需要过多的迭代次数,而不是由于过大的渗透量,那么FKN的值可能被高估。
4、按需要调查FKN或FTOLN的值,重新分析。
5、调整接触刚度同时调整接触区单元密度(或大小)才能更容易解决问题。
从我的经验来看,合适的单元密度更能保证解的准确!因为很多接触问题仅靠调整接触刚度虽然能得到的解,但并不准确。
在有限元分析中,接触单元通常用来描述两物体相互接触或滑动的界面。
近年来,ANSYS 开发了一系列的接触单元。
刚开始有节点对节点单元CONTAC12和CONTAC52,接着有节点对地单元CONTAC26,然后有节点对面单元CONTAC48和CONTAC49。
最近几年,我们引入一类面对面接触单元CONTA169和CONTA174,同时还有一种新的节点对节点单元CONTA178。
虽然接触单元的参数具有多样性,但我们在使用他们时可谨记重要的一点,他们具有一个共同的特点,即除了CONTA178的KEYOPT(2)=0或1外,所有的接触单元都有接触刚度。
在现实中实际上相邻结构之间只是一种空隙,但在有限元分析中,这种空隙是一带有刚度的接触单元,这是因为通过刚度矩阵来实现接触算法的。
一些接触单元要求使用者输入刚度值,同时另外的接触单元若没有输入则使用缺省值。
分析工程师所面对的问题就是针对给定的条件确定一个合理的刚度值。
如果过高,问题将会不收敛,如果过低,可能得到错误的结果。
那么我们所面对的问题是怎样才能找到一个正确的刚度值?我认为唯一的方法就是我们必须试用不同的值直到找到正确的值。