marc有限元软件-接触.doc

9前处理：接触9 接触9 接触菜单用于预先描述定义变形体和刚体所需要的数据。除此以外,也可以预先描述两个体之间的相互作用。 变形体由有限元网格中被选择的一部分组成。刚体表面可以利用多种方法描述。CONTACT CONTACT BODIESPLASTICITYCONTACT TABLESPLASTICITYCONTACT AREASPLASTICITYEXCLUDE SEGMENTSPLASTICITY 图9.1 接触菜单Main Menu Contact Contact Bodies接触体（Contact Bodies）CONTACT BODIES 定义接触体。在分析期间，MARC将施加约束，使得变形体外表面的节点不嵌入刚体或其它变形体，包括它们自己本身。对于接触问题的更详细的信息见MARC Volume A, User Information和 Volume C,Program Input。Main Menu Contact Contact BodiesCONTACT BODIESNEWREMNAMECOPYPREVNEXTEDITCONTACT BODY TYPEDEFORMABLERIGIDSYMMETRYRIGID w HEAT TRANSFERELEMENTS 0ADDREMCURVES 0ADDREMSURFACES 0ADDREMANALYTICAL DESC.DISCONTINUITYNODES 0ADDREMEDGES 0ADDREMLOAD-CONTROLLED RIGID BODYCONTROL NODETABLESID CONTACTID BACKFACESFLIP ELEMENTFLIP CURVESFLIP SURFACES 图9.2 接触体子菜单 对每一个接触体应该给定一个唯一的名字。用NEW， NAME，COPY，PREV， NEXT和EDIT命令来选择当前接触体的标识符。当前的接触体可以用REM选项删除。Main Menu Contact Contact Bodies Deformable接触体类型 (Contact Body Type) 接触体可以是刚体或变形体。变形体的定义必须在所有的刚体定义之前。DEFORMABLE选择DEFORMABLE后出现下面菜单。用于输入变形体参数。DEFORMABLE BODYFRICTIONFRICTION COEFFICIENT0HEAT TRANSFER DATA for COUPLED ANALYSESFILM COEFF.to ENVIRONMENT0ENVIRONMENT SINK TEMPERATU0CONTACT HEAT TRANSFER COEF.0DESCRIPTIONANALYTICALDESCRETERESETOK 图9.3 变形体子菜单磨擦 (Friction)0FRICTION COEFICIENT 定义摩擦系数。必须用JOB选项来识别摩擦类型。Main Menu Contact Contact Bodies Deformable耦合分析传热 (Heat Transfer for Coupled Analysis) 0FILM COEFF. TO ENVIRONMENT 0ENVIRONMENT SINK TEMPERATURE 0CONTACT HEAT TRANSFER COEFF定义耦合分析中的附加参数。对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。两个变形体接触时，接触热传导系数用于确定两个实体之间的对流。描述 (Description)ANALYTICALDISCRETE选择节点与实体接触时，使用何种模式。解析（ANALYTICAL）模式指的是，样条曲线（二维）或高斯面（三维）通过外表面的节点来确定位置。这样可提高精度。用户也可用上一个菜单中的Analytical Desc. Discontinuity命令。 当使用离散（DISCRETE）模式时,外表面备分段的线性线段（二维）或平面小区域（三维）来表现。Main Menu ContactContact Bodies Rigid0RIGID选择RIGID显示下面菜单，哟凝固输入刚体特性。RIGID BODY CCENTROIDBODY CONTROL CCENTROIDVELOCITYPARAMETERSPOSITIONPARAMETERSLOADCENTROID ROTATION AXIS00XX00YY00ZZFRICTION0FRICTION COEFFICIENT HEAT TRANSFER DATA for COUPLED ANALYSIS 0CONTACT HEAT TRANSFER COEFF 0TEMPERATUREDESCRIPTIONANALYTICALDESCRETE 0CURVE DIVISIONS 0SURFACE DIVISIONS U 0SURFACE DIVISIONS VRESETOK 图9.4 刚体子菜单Main Menu Contact Contact Bodies Rigid定义刚体的运动。这一运动是通过定义形心的位置，其平移速度和角速度或施加的力来表示的。对于固定的刚体，不必定义形心，旋转轴，速度，或初始速度。定义的形心也用于输出刚体表面的合力和合力矩。刚体控制（Body Control）VELOCITYPARAMETERSPOSITIONPARAMETERSLOAD定义刚体表面运动是由预先确定的形心位置及形心速度控制还是由施加于节点的力控制。选择VELOCITY PARAMETERS，出现下面菜单。VELOCITY CONTROL VELOCITY0XTABLE0YTABLE0ZTABLE0ROTATIONALTABLEINITIAL VELOCITY0X0Y0Z0ROTATIONALOK 图9.5 速度控制子菜单Main Menu Contact Contact Bodies Rigid速度 (Velocity) 0XTABLEY 0YTABLE 0ZTABLE 0ROTATIONALTABLE 定义预先描述的刚体表面速度。可以选择TABEL来定义随时间变化的历程。初始速度 (Initial Velocity) 0X 0Y 0Z 0ROTATIONAL 允许用户定义刚体表面的初始速度。开始分析前，每个具有非零初始速度的刚体都将被移动，直到它接触变形体为止。选择POSITION PARAMETERS，出现下面菜单。Main Menu Contact Contact Bodies RigidPOSITION CONTROL NONLINEAR MOTIOLINEAR MOTIONPOSITION0XTABLE0YTABLE0ZTABLE0ANGLETABLETARGET POSITION0X0Y0Z0ANGLEOK 图9.6 位置控制子菜单位置 (Position) 0XTABLEY 0YTABLE 0ZTABLE 0ANGLETABLE 定义刚体表面的形心位置。可以选择TABEL来定义随时间变化的历程。如果形心进行从起点到终点的线性运动，需用到目标位置。Main Menu Contact Contact Bodies Rigid目标位置 (Target Position) 0X 0Y 0Z 0ANGLE如果刚体形心运动是线性的，输入形心运动的终点位置。在分析中的第零增量步，刚体在此位置或是刚好发生接触的位置。LOAD设置接触体选项的值。必须指定要设置的选项。作业选项被指定为选项的名字，与它的值用冒号隔开。（例如，symmetry:on）形心 (Centroid) 0X 0Y 0Z定义刚体的形心。如果由速度控制刚体运动，对这点给定平移速度，而且围绕它发生旋转。如果由位置控制刚体平面，点的位置预先描述。旋转轴 (Rotation Axis) 0X 0Y 1Z 定义预先描述角速度的轴的方向余弦。对于二维问题，旋转轴是Z轴。Main Menu Contact Contact Bodies Rigid磨擦 (Friction)0FRICTION COEFICIENT 定义摩擦系数。必须用JOB选项来识别摩擦类型。耦合分析的热传导数据 (Heat Transfer Datat for Coupled Analysis) 0CONTACT HEAT TRANSFER COEFF 0TEMPERATURE 定义耦合分析中的附加参数。对于变形体，这一数据包括对于环境的表面的膜系数和环境温度。两个变形体接触时，接触热传导系数用于确定两个实体之间的对流。描述 (Description)ANALYTICALDISCRETE用外部边（二维）或面（三维）描述刚体形状。选择离散（DISCRETE）模式下，曲线（曲面）被当作是分段线性。选择解析（ANALYTICAL），曲面表示为平滑的NURB 曲面。 0CURVE DIVISIONS输入用于描述解析曲线的刻度数，供图形显示用。这不影响其结果。Main Menu Contact Contact Bodies Symmetry 0SURFACE DIVSIONS U 0SURFACE DIVISIONS V指定用于描述刚体解析曲面的刻度数值，供图形显示用。这不影响其结果。SYMMETRY 选择SYMMETRY显示下面菜单，用于输入刚体对称特性。SYMMETRY BODYDESCRIPTIONANALYTICALDISCRETE 0CURVE DIVISIONS 0SURFACE DIVISIONS U 0SURFACE DIVISIONS VRESETOK图9.7 对称刚体子菜单ANALYTICALDISCRETE 允许在离散（DISCRETE）和解析（ANALYTICAL）两种模式之间进行转换。在离散模式下几何表面，或曲线被分成区域或线段。当一个变形体的节点接触一个区域时，接触发生。在解析模式下，几何表面，或曲线被表示成NURBS。当一个变形体的节点接近于NURBS表示的表面时，接触发生。对于曲线表面，解析模式允许连续改变法向，故其结果更加精确。Main Menu Contact Contact Bodies Symmetry0CURVE DIVISIONS输入用于描述解析曲线的刻度数，供图形显示用。这不影响其结果。 0SURFACE DIVSIONS U 0SURFACE DIVISIONS V指定用于描述刚体解析曲面的刻度数值，供图形显示用。这不影响其结果。RIGID w HEAT TRANSFER只在耦合分析中，当一个实体被认为是刚性（没有变形）的但又有传热时，选择有热传导的刚体（RIGID w HEAT TRANSFER）。下面菜单用于输入接触体参数。Main Menu Contact Contact Bodies Rigid w Heat TraRIGID BODY w HEAT TRANSFERCCENTROIDBODY CONTROL CCENTROIDVELOCITYPARAMETERSPOSITIONPARAMETERSCENTROID ROTATION AXIS00XX00YY00ZZFRICTION0FRICTION COEFFICIENT HEAT TRANSFER DATA for COUPLED ANALYSIS 0FILM COEFF. to ENVIRONMENT 0ENVIRONMENT SINK ENVIRONMEN 0CONTACT HEAT TRANSFER COEFFDISCRIPTIONANALYTICALDESCRETERESETOK 图9.8 有热传导的刚体子菜单 下述命令用来定义接触体的几何形状。ELEMENTS 0ADDREMCURVES 0ADDREMSURFACES 0ADDREM 变形体或有热传导的刚体用ELEMENTS命令描述。刚体用CURVES或SURFACES命令描述。Main Menu Contact Contact Bodies解析非连续(Analytical Desc.Discontinuity)NODES 0ADDREMEDGES 0ADDREM当变形体被认为是解析曲面时，有必要指明解析曲面的限制。这是为确保平滑曲面没有穿过变形体的边。对于二维问题，用户定义解析曲面的端点；对于三维问题，用户定义解析曲面的边。载荷-控制的刚体（Load-Controlled Rigid Body）CONTROL NODE 输入施加外力的节点号，载荷通过BOUNDARY MECHANICAL POINT LOADS菜单定义。ID CONTACT图形区分接触体。ID BACKFACES 定义一个刚体时，了解与法向有关的方向是非常重要的。接触发生在前表面。这一点可以利用ID BACKFACES命令实现。FLIP ELEMENTFLIP CURVESFLIP SURFACES 重新定义表面的法向，使得法向相反。Main Menu Contact Contact Tables接触表 (Contact Tables)CONTACT TABLES 定义两个实体之间的相互作用。如果不使用这一选项， 分析程序将假设任一物体可能接触任一其它物体， 包括它本身。这可能会导致不必要的计算费用。在一个作业中，可以定义多个接触表。用LOADCASE命令激活一个接触表，直到另一个接触表被激活为止。CONTACT TABLESNEWREMNAMECOPYPREVNEXTEDITTABLE PROPERTIES图9.9 接触标菜单 接触表的格式显示在下述两页中。它是一个方形表。例如, 如果实体“3”可以接触实体“4”和“5”，你可以激活第3行的第4列和第5列。分析程序将保证表是对称的。Main Menu Contact Contact Tables接触表参数(Table Properties)TABLE PROPERTIES通过TALE PROPERTIES选项激活的菜单定义接触表。TOUCH ALLcbody3GLUE ALLTOUCHINGcbody4DEACTIVE ALLBODIES BODY NAME BODY TYPE 1 2 3 4 5 61 heat_rigid cbody1G2 G3TT4T567891011 图9.4 接触表子菜单，第1部分TOUCH ALL在接触表（CONTACT TABEL)中，设置所有的选择为接触(“T”），所有的实体可以接触所有的其它实体，包括它们本身。Main Menu Contact Contact TablesGLUE ALL在接触表（CONTACT TABEL）中设置所有的选择为粘结 (“G”），即所有的实体可以粘结所有的其它实体。有关MARC中的“GLUE”选项可以参见Volume C，Program Input中的 CONTACT TABEL。E110DISTANCE TOLERANCEE110SEPARATION FORCE0FRICTION COEFFICIENT0CONTACT HEAT TRANSFER COEF.E110INTERFERENCE CLOSURE 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 图9.5 接触表子菜单，第2部分DEACTIVATE ALL撤消实体之间所有可能的相互作用。cbody3TOUCHINGcbody3BODIEScbody4 设置待设置和显示接触参数值的实体。Main Menu Contact Contact Tablescbody1当提示一个接触体时，用户可以利用这些按扭之一来提供实体的名称。0DISTANCE TOLERANCE定义第一个接触体上的点与其它实体相关的部分/面的闭合接触距离。0SEPARATION FORCE定义分离力。如果在某一节点的拉力超过了这一值，该节点将与其它实体分离。0FRICTION COEFFICIENT定义两个实体之间的摩擦系数。0CONTACT HEAT TRANSFER COEF.定义耦合分析中两个实体之间的热传导系数。0INTERFERENCE CLOS