ANSYS Mechanical 接触分析

接触问题（参考ANSYS的中文帮助文件）当两个分离的表面互相碰触并共切时，就称它们牌接触状态。

在一般的物理意义中，牌接触状态的表面有下列特点：1、不互相渗透；2、能够互相传递法向压力和切向摩擦力；3、通常不传递法向拉力。

接触分类：刚性体－柔性体、柔性体－柔性体实际接触体相互不穿透，因此，程序必须在这两个面间建立一种关系，防止它们在有限元分析中相互穿过。

――罚函数法。

接触刚度――lagrange乘子法，增加一个附加自由度（接触压力），来满足不穿透条件――将罚函数法和lagrange乘子法结合起来，称之为增广lagrange法。

三种接触单元：节点对节点、节点对面、面对面。

接触单元的实常数和单元选项设置：FKN：法向接触刚度。

这个值应该足够大，使接触穿透量小；同时也应该足够小，使问题没有病态矩阵。

FKN值通常在0.1~10之间，对于体积变形问题，用值1.0（默认），对弯曲问题，用值0.1。

FTOLN：最大穿透容差。

穿透超过此值将尝试新的迭代。

这是一个与接触单元下面的实体单元深度（h）相乘的比例系数，缺省为0.1。

此值太小，会引起收敛困难。

ICONT：初始接触调整带。

它能用于围绕目标面给出一个“调整带”，调整带内任何接触点都被移到目标面上；如果不给出ICONT 值，ANSYS根据模型的大小提供一个较小的默认值（＜0.03＝PINB：指定近区域接触范围（球形区）。

当目标单元进入pinball区时，认为它处于近区域接触，pinball区是围绕接触单元接触检测点的圆（二维）或球（三维）。

可以用实常数PINB调整球形区（此方法用于初始穿透大的问题是必要的）PMIN和PMAX：初始容许穿透容差。

这两个参数指定初始穿透范围，ANSYS把整个目标面（连同变形体）移到到由PMIN和PMAX指定的穿透范围内，而使其成为闭合接触的初始状态。

初始调整是一个迭代过程，ANSYS最多使用20个迭代步把目标面调整到PMIN和PMAX范围内，如果无法完成，给出警告，可能需要修改几何模型。

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。

Ansys帮助文档-接触分析侯峰整理1.接触分析overview接触问题是高度非线性的，需要大量的计算机资源来解决这类问题。

解决这类问题时，需要你对物理问题有足够的了解，花足够的时间建立模型，再用尽量好的计算资源进行求解。

接触问题有两个很明显的难点。

第一，在对问题求解之前，我们是不知道接触区域的位置的。

在不同的载荷、材料、边界条件以及其他一些因素的情况下，表面之间可能以不可预知的奇怪的方式在较大尺度上彼此侵入与分离接触面。

第二，大多数接触问题需要考虑到摩擦。

有几种摩擦准则与模型可供选择，他们都是非线性的。

由摩擦产生的反应可能很复杂，导致求解的收敛困难。

除上述两种困难之外，在许多接触问题中，我们不得不强调多域情况下的影响，例如材料的导热率，电流强度以及在接触区域内的磁通量等。

如果在你的模型中不需要考虑摩擦的影响，且体之间的交互影响是确定的，那么，你就可以采用内部的多点约束来对模型进行约束。

另外一个选择是使用约束等式或者成对的自由度约束来进行约束。

这些外部约束方程或者耦合方程仅仅适用于小应变的情况。

除在这个guide中讨论的间接的接触问题外，ansys也能够提供采用ansys ls-dyna动态分析的系列产品进行分析。

直接分析套件对于分析暂态问题非常有用。

1.1一般的接触分类方法接触问题分为两类：刚体-刚体与柔体-柔体问题。

在刚体-柔体接触问题中，一个或多个的接触面被认为是刚性的。

一般来说，任何时候，只要是分析一个硬质材料与一个较软材料的接触问题，都被假设为刚体-柔体问题。

另外一类的问题，即柔体-柔体分析，是更加常见的一类问题。

在这类问题中，两个接触面都被认为是可变形的。

1.2接触分析的能力1.3面-面接触分析单元Ansys提供刚体-柔体接触、柔体-柔体接触的面-面分析单元。

这类分析单元采用一个“目标面”与一个“接触面”来组成一个接触对。

●目标面用TARGE 169(2-D) 与TARGE 170(3-D)两类单元●接触面用CONTA 171、CONTA 172、CONTA 173 、CONTA 174四类单元。

《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。

ANSYS Workbench是ANSYS公司开发的一款工程仿真平台，用于进行多物理场仿真分析。

接触分析是其中一种常见的分析类型，它用于研究和评估两个或多个物体之间的接触行为和力学响应。

下面将详细解释ANSYS Workbench中接触分析的案例步骤：1. 构建几何模型：使用ANSYS DesignModeler或其他CAD软件，创建需要进行接触分析的物体的几何模型，包括接触面和接触区域。

2. 导入模型：将几何模型导入到ANSYS Workbench中，可以使用File > Import或直接将文件拖放到工作区。

3. 定义材料属性：选择需要定义的材料，在ANSYS Mechanical中，可以使用材料库中的材料或自定义材料属性。

4. 定义接触区域：选择接触区域，在Geometry中选择面或体，然后将其分配为接触区域。

可以设置摩擦系数和接触刚度等接触属性。

5. 定义加载：定义加载条件，如力、压力或位移。

可以在Loads下的各个选项卡中定义加载类型、大小和方向等。

6. 设置分析类型：选择需要进行的接触分析类型，在ANSYS Mechanical中，可以选择非线性接触分析或线性接触分析，根据具体情况选择适当的分析类型。

7. 设置求解器选项：在Solver Settings中设置求解器选项，如收敛准则、迭代次数和网格参数等。

8. 网格划分：进行网格划分，确保适当的网格密度和质量，可以使用ANSYS Meshing 或其他网格划分工具。

9. 求解和后处理：运行求解器进行接触分析，并等待求解完成。

完成后，可以使用ANSYS Mechanical中的后处理工具进行结果分析和展示。

10. 结果分析：根据需要，对接触分析的结果进行分析和评估，如接触变形、压力分布、接触压力、挤压量等。

Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，下面将帮助中关于这几个接触类型的描述翻译出来，供参考：1. Bonded （绑定）：这是AWE中关于接触的默认设置。

如果接触区域被设置为绑定，不允许面或线间有相对滑动或分离。

可以将此区域看做被连接在一起。

因为接触长度/面积是保持不变的，所以这种接触可以用作线性求解。

如果接触是从数学模型中设定的，程序将填充所有的间隙，忽略所有的初始渗透。

2. NoSeparation （不分离）：这种接触方式和绑定类似。

它只适用于面。

不允许接触区域的面分离，但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。

3. Frictionless （无摩擦）：这种接触类型代表单边接触，即，如果出现分离则法向压力为零。

只适用于面接触。

因此，根据不同的载荷，模型间可以出现间隙。

它是非线性求解，因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变。

假设摩擦系数为零，因此允许自由滑动。

使用这种接触方式时，需注意模型约束的定义，防止出现欠约束。

程序会给装配体加上弱弹簧，帮助固定模型，以得到合理的解。

4. R ough （粗糙的）：这种接触方式和无摩擦类似。

但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。

只适用于面接触。

默认情况下，不自动消除间隙。

这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。

5. F rictional （有摩擦）：这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。

有点像胶水。

模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。

一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。

只适用于面接触。

摩擦系数可以是任意非负值。

其他总结：Bonded:无相对位移，如同共用节点。

No Separatio n：法向不分离，切向可以有小位移。

后面三种为非线性接触。

Fricti onl ess：法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。

Rough:法向可分离，不渗透，切向不滑动。

——集功能完整性、技术先进性与易学易用性于一体的高端通用机械分析程序机械分析产品关键词●功能完整以结构力学分析为主，涵盖线性、非线性、静力、动力、疲劳、断裂、复合材料、优化设计、概率设计、热及热结构耦合、压电等机械分析中几乎所有的功能。

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●易学易用全面集成于A N S Y S新一代协同仿真环境A N S Y S Wo r k b e n c hEnvironment，具有超强的易学易用性。

作为ANSYS的核心产品，ANSYS Mechanical是最顶级的通用机械仿真分析系统，在全球拥有超过13000家的用户群体，是世界范围应用最为广泛的MCAE软件，在中国亦占据了超过40%的市场份额。

它除了提供全面的结构、热、压电、声学、以及耦合场等分析功能外，还创造性地实现了与ANSYS新一代计算流体动力学分析程序CFX的任意双向流固耦合计算。

完整的分析功能、先进的仿真技术、独特的易学易用性等是它的最主要特色。

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《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着计算机技术的飞速发展，有限元分析方法已经成为解决工程实际问题的重要工具之一。

其中，ANSYS软件因其强大的分析能力与广泛的应用领域而受到广泛的关注和应用。

在各种复杂的工程问题中，接触问题作为其中的一类关键问题，其分析和解决对于提高产品的性能、优化设计和减少成本具有重要意义。

本文将重点探讨基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。

二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题的基本概念接触问题是一类具有高度非线性的问题，涉及到物体之间的相互接触、分离以及摩擦等现象。

在工程中，如机械零件的装配、结构间的相互碰撞等均可能涉及到接触问题。

2. ANSYS软件接触问题分析流程ANSYS软件通过建立精确的有限元模型，运用迭代法等数值方法对接触问题进行求解。

其分析流程主要包括：模型建立、材料属性定义、边界条件设置、网格划分以及求解等步骤。

其中，正确的网格划分对于求解的准确性和效率具有关键性影响。

3. 接触问题分析的难点及解决方案接触问题分析的难点在于需要确定准确的接触区域和摩擦系数等参数，并确保模型中的各部分在接触过程中不会发生穿透或分离的现象。

为解决这些问题，可以通过增加网格密度、优化算法设置等方式来提高求解的准确性。

同时，还需对求解结果进行详细的验证和校核，确保其满足工程实际需求。

三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械装配领域的应用在机械装配过程中，通过ANSYS软件对各部件之间的接触问题进行精确分析，可以有效地避免因装配不当导致的设备故障和安全事故。

例如，在汽车制造过程中，通过ANSYS软件对发动机各部件的装配过程进行仿真分析，可以优化装配顺序和力矩控制，从而提高发动机的性能和可靠性。

2. 结构碰撞分析的应用在建筑、桥梁等结构物的设计和施工过程中，可能会遇到各种形式的碰撞问题。

通过ANSYS软件对结构物的碰撞过程进行仿真分析，可以预测并避免潜在的碰撞风险，从而保障施工安全和结构物的稳定性。

浅谈ANSYS Workbench接触设置0、引言ANSYS中的接触可涉及位移、电压、温度、磁场等自由度，在这些接触中，涉及位移自由度的接触是比较复杂的。

本文大概介绍了ANSYS中接触求解的原理，并使用ANSYS Workbench计算了两圆柱接触和轮齿接触的接触应力并与赫兹公式进行了对比，最后给使用ANSYS Workbench求解接触时提供了一些建议。

鉴于作者水平有限，难免会存在一些错误，希望广大读者批评指正。

1、ANSYS接触公式理论接触处理往往是复杂的。

可能的话推荐使用程序默认的设置。

因为现实接触体之间不会相互穿透，程序必须在两个表面之间建立一种关系，在分析中阻止彼此穿透。

程序阻止相互穿透的行为被称之为强制“接触兼容性”。

图1 接触穿透示意图为了在接触界面上强制执行兼容性，Workbench Mechanical通常提供了几个接触公式。

这些公式定义了使用的求解方法。

图2 接触算法设置界面•纯罚函数法•增广拉格朗日法•常规拉格朗日法•多点约束（MPC）法•梁(beam)如果穿透在一个接触容差（FTOLN*下层单元的深度）范围内，接触兼容性则是满足的。

接触深度是一个接触对中每个接触单元深度的平均值。

如果程序检测到任意穿透大于这个容差，全局求解仍然认为是不收敛的，即使残余力和位移增量达到了收敛准则。

图3 下层单元深度示意图2、纯罚函数法和增广拉格朗日法接触公式对于非线性实体接触面，可使用纯罚函数公式或者增广拉格朗日法公式。

这两个都是基于罚函数接触公式：F Normal=K Normal*X Penetration有限接触力F Normal，是接触刚度K Normal的函数。

接触刚度越高，接触穿透X Penetration越小，如下图说明：图4 接触刚度与接触穿透的示意图理想的，对于一个无限大的接触刚度K Normal，可以获得一个0穿透。

在基于罚函数方法下这在数值上是不可能的，但是，如果只要X Penetration足够小或者可以忽略，则认为求解结果是精确的。

基于AnsysWorkbench的圆柱销接触分析前面一篇基于Any经典界面的接触分析例子做完以后，不少朋友希望了解该例子在Workbench中是如何完成的。

我做了一下，与大家共享，不一定正确。

毕竟这种东西，教科书上也没有，我只是按照自己的理解在做，有错误的地方，恳请指正。

1．问题描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。

已知钢销的半径是0.5unit,长是2.5unit，而钢块的宽是4Unit,长4Unit,高为1Unit,方块中的销孔半径为0.49unit,是一个通孔。

钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。

现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。

（1）要得到过盈配合的应力。

（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。

2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。

进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。

求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。

第二个载荷步，拔出分析。

往外拉动钢销1.7unit，对于耦合节点上使用位移条件。

打开自动时间步长以保证求解收敛。

在后处理中每10个载荷子步读一个结果。

本篇只谈第一个载荷步的计算。

3．生成几何体上述问题是ANSYS自带的一个例子。

对于几何体，它已经编制了生成几何体的命令流文件。

所以，我们首先用经典界面打开该命令流文件，运行之以生成四分之一几何体；然后导出为一个IGS文件，再退出经典界面，接着再到WORKBENCH中，打开该IGS文件进行操作。

（3.1）首先打开ANSYSAPDL14.5.（3.2）然后读入已经做好的几何体。

从【工具菜单】-->【File】-->【ReadInputFrom】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件\ProgramFile\AnyInc\V145\ANSYS\data\model\block.inp【OK】后四分之一几何模型被导入，结果如下图（3.3）导出几何模型从【工具菜单】】-->【File】-->【E某port】打开导出文件对话框，在该对话框中设置如下即把数据库中的几何体导出为一个block.ig文件。

Ansys非线性接触分析和设置设置实常数和单元关键选项程序利用20个实常数和数个单元关键选项，来操纵面─面接触单元的接触。

参见《ANSYS Elements Reference》中对接触单元的描述。

实常数在20个实常数中，两个(R1和R2)用来概念目标面单元的几何形状。

剩下的用来操纵接触面单元。

R1和R2 概念目标单元几何形状。

FKN 概念法向接触刚度因子。

FTOLN 是基于单元厚度的一个系数，用于计算许诺的穿透。

ICONT 概念初始闭合因子。

PINB 概念“Pinball"区域。

PMIN和PMAX 概念初始穿透的允许范围。

TAUMAR 指定最大的接触摩擦。

CNOF 指定施加于接触面的正或负的偏移值。

FKOP 指定在接触分开时施加的刚度系数。

FKT 指定切向接触刚度。

COHE 制定滑动抗力粘聚力。

TCC 指定热接触传导系数。

FHTG 指定摩擦耗散能量的热转换率。

SBCT 指定 Stefan-Boltzman 常数。

RDVF 指定辐射观看系数。

FWGT 指定在接触面和目标面之间热散布的权重系数。

FACT 静摩擦系数和动摩擦系数的比率。

DC 静、动摩擦衰减系数。

命令： RGUI：main menu> preprocessor>real constant对实常数 FKN, FTOLN, ICONT, PINB, PMAX, PMIN, FKOP 和 FKT，用户既能够概念一个正值，也能够概念一个负值。

程序将正值作为比例因子，将负值作为绝对值。

程序将下伏单元的厚度作为ICON，FTOLN，PINB，PMAX 和 PMIN 的参考值。

例如 ICON = 说明初始闭合因子是“*基层单元的厚度”。

但是，ICON = 那么表示真实调整带是单位。

若是下伏单元是超单元，那么将接触单元的最小长度作为厚度。

参见图5-8。

图5-8 基层单元的厚度在模型中，若是单元尺寸转变专门大，而且在实常数如 ICONT, FTOLN, PINB, PMAX, PMIN 中应用比例系数，那么可能会显现问题。

对于接触面的选择的指导原则：1、对于点对面有：1）如果一个面的接触部分四平的或凹的，另一个面的接触部分是尖的或凸的，则平、凹面是目标面。

2）如果两个面都是平的，则任意选择3）如果两个面都是凸的，则较平的的面作为目标面。

4）如果一个接触部分有尖边，另一个没有，则有尖边的面作为目标面。

平的通常为2、对于面对面有：1）如果一个凸面与一个平面或凹面接触，平面或凹面是目标面；2）如果一个面比另一个面硬，则较硬的面应该为目标面；3）如果一个面比另一个面大，则较大的面应该为目标面；4）如果一个面上的网格比较粗，另一个面的网格较细，则较粗的面应该是目标面；5）如果一个面是高阶，另一个面是低阶，低阶面应该是目标面。

总结:弱小的、宽容的、差的通常为目标面3、接触单元常数（ ET,K,169 !K - 指定的单元编号 ET,K+1,172）目标单元（刚性）——targe 169 or targe 170Targe 单元的实常数有：R1、R2 定义目标单元几何形状CONTA单元的实常数包括：No. Name Description1 R1 Target circle radius（刚性环半径）2 R2 Superelement thickness（单元厚度）*3 FKN Normal penalty stiffness factor（法向接触刚度因子）*4 FTOLN Penetration tolerance factor（最大允许的穿透）*5 ICONT Initial contact closure（初始闭合因子）6 PINB Pinball region（“Pinball”区域）*7 PMAX Upper limit of initial allowable penetration（初始穿透的最大值）*8 PMIN Lower limit of initial allowable penetration（初始穿透的最小值）*9 TAUMAX Maximum friction stress（最大的接触摩擦）*10 CNOF Contact surface offset（施加于接触面的正或负的偏移值）11 FKOP Contact opening stiffness or contact damping*12 FKT Tangent penalty stiffness factor（切向接触刚度）13 COHE Contact cohesion（滑动抗力粘聚力）14 TCC Thermal contact conductance（热接触传导系数）15 FHTG Frictional heating factor（摩擦耗散能量的热转换率）16 SBCT Stefan-Boltzmann constant17 RDVF Radiation view factor18 FWGT Heat distribution weighing factor19 ECC Electric contact conductance20 FHEG Joule dissipation weight factor21 FACT Static/dynamic ratio（静摩擦系数和动摩擦系数的比率）22 DC Exponential decay coefficient（摩擦衰减系数）23 SLTO Allowable elastic slip24 TNOP Maximum allowable tensile contact pressure25 TOLS Target edge extension factor附注：+值作为比例因子，-值作为绝对值；带*号的实常数比较重要，关乎接触分析的收敛；一般实常数可为缺省值。

Workbench -Mechanical Introduction Introduction作业3.131接触控制作业3.1 –目标Workshop Supplement •作业3.1调查了一个简单组件的接触行为。

目的是为了说明由于不适当接触导致的刚体运动是怎么产生的。

•问题描述：问题描述–模型从一个简单Parasolid组件文件获得–我们的目标是在组件的各部件中建立接触，查看非对称加载对结果有何影响我们的目标是在组件的各部件中建接触，查看非对称加载对结果有何影响作业3.1 –假设Workshop Supplement •假设arm shaft 和side plate上的孔间的摩擦忽略不计，同样arm shaft 和stop shaft 之间的接触也忽略不计。

最后假设stop shaft固定在两个side plate之间。

之间Arm ShaftSide PlateSide PlatepStop Shaft作业3.1 –Project SchematicWorkshop Supplement •打开Project page（项目页）•通过“Units” 菜单确定：–Project单位设置为“US Customary (lbm, in, s, F, A, lbf, V).–选择“Display Values in Project Units”. . .作业3.1 –Project SchematicWorkshop Supplement1.在Toolbox（工具箱）中双击Static Structural建立新的分析系统1.2.Geometry上点击鼠标右键选择2在Import Geometry导入2.Contact_Arm.x_t文件作业3.1 –前处理Workshop Supplement3.双击Model打开Mechanical application.3.4.设置作业单位制系统：Units>U S Customary(in lbm lbf°F s V A)–Units > U.S Customary (in, lbm, lbf, F, s, V, A) 4.. . .作业3.1 –前处理Workshop Supplement5.在Connections上点击鼠标右键选择Rename Based on Definition5.•在各个部件彼此之间都定义了接触。

ANSYS接触分析ANSYS是一种广泛使用的工程仿真软件，能够进行各种工程问题的数值分析和模拟。

接触分析是ANSYS中的一种重要分析方法，用于研究和评估两个或多个物体之间的接触行为。

接触分析在机械、土木、汽车、航空航天等领域都有广泛应用，在设计和优化工程系统时提供了重要指导。

接触分析的基本原理是通过建立接触面上的接触条件和力学行为模型，来预测接触过程中的应力、应变和接触面的变形情况。

使用接触分析可以评估接触面上的压力分布、接触面的形状变化、摩擦力和接触面之间的滑动行为等。

接触分析能够帮助工程师优化设计，提高系统可靠性和效率。

ANSYS提供了多种接触分析方法，包括接触与非线性分析（contact and nonlinear analysis）、接触单元分析（contact element analysis）和基于拉格朗日和欧拉方法的接触分析（Lagrange and Euler contact analysis）等。

不同的方法适用于不同的接触问题，例如铰链接触、摩擦接触和完全粘连接触等。

在进行接触分析时，首先需要定义接触区域，即两个或多个物体之间的接触面。

接触面可以是平面、曲面或曲线，可以通过CAD模型导入或手动创建。

接下来，需要定义接触材料的特性，包括弹性模量、泊松比和摩擦系数等。

然后，需要为接触面上的节点或单元分配合适的边界条件，例如约束条件和荷载。

最后，可以运行接触分析并获得结果。

ANSYS的接触分析模块提供了丰富的分析结果和可视化工具，可以帮助用户理解接触行为并进行设计优化。

常见的结果包括两个物体之间的接触面积、接触面的法向压力分布、接触区域的摩擦力和切向位移等。

通过分析这些结果，可以评估接触性能和接触界面的强度。

总结来说，ANSYS接触分析是一种重要的工程仿真方法，可以用于评估两个或多个物体之间的接触行为。

它能够帮助工程师优化设计，提高系统可靠性和效率。

通过定义接触区域、材料特性和边界条件，运行接触分析并分析结果，可以得到关于接触性能和接触界面强度的重要信息。

Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，下面将帮助中关于这几个接触类型的描述翻译出来，供参考:1.Bonded（绑定）:这是AWE中关于接触的默认设置。

如果接触区域被设置为绑定，不允许面或线间有相对滑动或分离。

可以将此区域看做被连接在一起。

因为接触长度/面积是保持不变的，所以这种接触可以用作线性求解。

如果接触是从数学模型中设定的，程序将填充所有的间隙，忽略所有的初始渗透。

2.No Separation（不分离）:这种接触方式和绑定类似。

它只适用于面。

不允许接触区域的面分离，但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。

3.Frictionless（无摩擦）:这种接触类型代表单边接触，即，如果出现分离则法向压力为零。

只适用于面接触。

因此，根据不同的载荷，模型间可以出现间隙。

它是非线性求解，因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变。

假设摩擦系数为零，因此允许自由滑动。

使用这种接触方式时，需注意模型约束的定义，防止出现欠约束。

程序会给装配体加上弱弹簧，帮助固定模型，以得到合理的解。

4.Rough（粗糙的）:这种接触方式和无摩擦类似。

但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。

只适用于面接触。

默认情况下，不自动消除间隙。

这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。

5.Frictional（有摩擦）:这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。

有点像胶水。

模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。

一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。

只适用于面接触。

摩擦系数可以是任意非负值。

其他总结：Bonded：无相对位移，如同共用节点。

No Separation：法向不分离，切向可以有小位移。

后面三种为非线性接触。

Frictionless：法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。

Rough：法向可分离，不渗透，切向不滑动。

Frictional：法向可分离，不渗透，切向滑动，有摩擦力。

•为了仿真实体和面（壳）体的面和边之间的关系，ANSYS Mechanical 提供丰富的连接选项。

实体的面到实体的面面体的面到面体的面面体的边缘到面体的边缘•Mechanical 支持刚体间的接触关系。

•刚体到刚体•刚体到柔性体•在模型中，当一个体的刚度明显大于其他体时，可以将其指定为刚体，其余体定义为柔性体，这样做有助于提高效率。

两个刚体之间的接触刚体和柔性体之间的接触•接触的定义•当两个独立的表面互相接触，并且相切时，我们说他们处于接触状态。

•在通常情况下，相接触的表面具有以下特性：•不会相互渗透•产生压缩的法相力和切向摩擦力•一般情况下，不产生拉伸的法向力（表面可以分离）•接触是一种状态变化引起的非线性：系统的刚度取决于接触状态（部件是接触还是分离）•可用的接触类型•绑定（Bonded）：处于闭合或接近状态的面或边之间不渗透、不分离、不滑动•无分离（No Separation）：与绑定接触相似，但是在接触面的切向可以产生无摩擦的滑动•无摩擦（Frictionless）：无渗透，但是面之间可以自由的滑动和分离。

•粗糙（Rough）：与无摩擦接触类似，但是不能够滑动•摩擦（Frictional）：可以产生摩擦，用户可以定义摩擦系数，可以自由的分离。

是最常用也是和真实情况最接近的接触类型。

•接触相容性•接触体之间不发生渗透。

因此，程序必须在两个表面间建立关系，防止在分析中两表面相互渗透。

•当程序阻止相互渗透时，我们说它执行了接触相容性。

•Mechanical 提供不同的接触方程，在接触界面执行接触相容性。

F目标面接触面当不执行接触相容性时，接触面直接发生渗透。

F•ANSYS Mechanical 中支持的接触方程和特性如下表所示：*切向刚度不能够直接由用户输入•法向拉格朗日方程在法向使用拉格朗日乘子，在切向使用罚函数。

•下表列出了不同接触方程的优点（+）和缺点（-）：•对于所有柔性体的接触，默认使用增广拉格朗日方程•默认检测方法（Detection Method）是：•对于面面接触，在高斯点检测•对于边边接触，在垂直于目标的节点检测•渗透容限（Penetration Tolerance）：对基于罚函数的方程，在法向上允许的最大渗透•默认值为基体单元厚度的10%•如果基体单元为壳或梁，“厚度”通常情况下是单元厚度的四倍•弹性滑动容限（Elastic Slip Tolerance）：允许的最大“弹性滑动”（与接触面相切）•默认值为接触对上平均接触长度的1%•法向刚度（Normal Stiffness）是乘子或系数（FKN），根据程序算出的刚度确定─对于绑定和无摩擦接触，默认 FKN=10.0。