滚珠与平面接触ANSYS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一、引言接触问题是工程领域中常见的一个重要问题，它在浩繁实际应用中都具有关键作用。

接触分析能够援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，缩减故障和事故的发生。

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，但局限于简易的几何外形和边界条件。

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状况，可以适用于复杂的几何外形和边界条件。

ANSYS软件接受的是数值模拟方法，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，模拟接触过程中的互相作用，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。

用户可以依据详尽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。

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。

《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 接触分析详解ansys是一种广泛使用的有限元分析软件，可用于许多工程领域，包括接触问题的解决。

接触分析是模拟不同组件之间的接触和相互作用的过程，包括机械接触问题、磨损问题和摩擦问题等。

在这篇文章中，我们将深入探讨ansys接触分析的基础知识和应用。

首先，ansys的接触分析功能主要是基于两个主要的接触算法：拉格朗日法和欧拉法。

拉格朗日法是一种基于位移的方法，它根据接触点的相对位移计算接触力，并将其应用于固体上。

欧拉法是一种基于速度的方法，它通过基于刚体动力学计算接触力。

两种方法各有优缺点，应根据具体问题选择合适的方法。

接下来，我们将介绍ansys中用于接触分析的工具和技术：1. 接触配对：在模拟接触问题时，需要对参与接触的两个组件进行配对。

ansys可以自动完成这个过程，并且用户可以通过手动指定匹配方式来进行更精确的模拟。

2. 接触条件：ansys支持多种接触条件，包括无摩擦、粘滞、线性弹簧和非线性弹簧。

用户可以根据实际情况选择合适的接触条件，并根据需要进行调整。

3. 接触分析类型：ansys支持两种接触分析类型：静态接触分析和动态接触分析。

静态接触分析用于研究静止状态下的接触问题，而动态接触分析用于模拟动态接触问题，例如冲击和振动。

4. 接触网格：接触分析需要对网格进行紧密的划分，以准确地表示接触面的几何形状。

为此，ansys提供了多种接触网格工具，包括自动网格划分、手动网格划分和基于接触表面的划分。

用户可以根据需要使用这些工具。

5. 接触后处理：完成接触分析后，还需要进行结果的后处理。

ansys提供了多种接触后处理工具，例如接触力分布图、接触区域和应力分布。

用户可以使用这些工具对结果进行深入的分析。

最后，ansys接触分析的应用范围非常广泛，例如机械工程、航空航天、汽车、船舶、建筑和医疗设备等领域。

ansys的接触分析功能可以帮助工程师准确地模拟接触问题，并提供精确的结果，从而帮助他们做出更好的决策和设计。

ansys-workbench-接触的总结①下⾯对⾮对称⾏为接触表⾯的正确选择给出选择指导:–如果⼀凸的表⾯要和⼀平⾯或凹⾯接触，应该选取平⾯或凹⾯为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯有粗糙的⽹格⽽另⼀个表⾯⽹格细密，则应选择粗糙⽹格表⾯为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯⽐另⼀个表⾯硬，则硬表⾯应为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯为⾼阶⽽另⼀个为低阶，则低阶表⾯应为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯⼤于另⼀个表⾯，则⼤的表⾯应为⽬标⾯.②法向刚度WB-Mechanical系统默认⾃动设定。

–⽤户可以输⼊“法向刚度因⼦Normal Stiffness Factor” (FKN) 它是计算刚度代码的乘⼦.因⼦越⼩，接触刚度就越⼩。

默认 FKN =10 (对于绑定和不分离的接触)默认 FKN=10(其他形式接触) 默认 FKN1.0 (其他形式接触)接触问题法向刚度选择⼀般准则:–体积为主的问题: ⽤“Program Controlled”或⼿动输⼊“Normal Stiffness Factor”为“1”–弯曲为主的问题: ⼿动输⼊“Normal Stiffness Factor”为“0.01”到“0.1”之间的数值。

-在⼤变形问题的⽆摩擦或摩擦接触中建议使⽤“Augmented Lagrange”法向接触刚度 knormal是影响精度和收敛⾏为最重要的参数.–刚度越⼤，结果越精确，收敛变得越困难.–如果接触刚度太⼤，模型会振动，接触⾯会相互弹开。

- 其中update stifness 设置可以控制计算收敛与否。

③-刚度增加, 渗透减少，⽽最⼤压⼒增加. 并且通常会有更多的迭代和更长运⾏时间④不管使⽤了何种接触⾏为 (对称或反对称), 模型的变形和等效应⼒本质是相同的. 对称⾏为可以提⾼收敛. 但对称接触结果不容易解释，为接触⾯与⽬标⾯结果的平均值。

0.0032902 0.0033033 0.0033052 0.0033055 0.0033053565.05Mp a 774.12Mp a 811.34Mp a 816.26Mp a 812.78Mp a0.011864 0.0016253 0.0017035 0.000017138 0.00001998417 17 20 24 57⑤在详细窗⼝中⽤户可以选择“Adjusted to Touch”或“AddOffset”-“AdjstedtoToch”让Simlation 决定需要多⼤的接触偏移量来闭合缝隙建⽴初始接触。