60_AC_Ch7PPT课件

1、点点接触单元第七章Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-2点点接触单元点点接触单元虽然点点接触单元是虽然点点接触单元是 ANSYS 软件中最早的接触单元，但改进工软件中最早的接触单元，但改进工作一直进行作一直进行. 结合结合5.7版中的新单元版中的新单元CONTA178， 添加了更多的特添加了更多的特性性 .这些是最简单和最高效这些是最简单和最高效 ( 根据求解所用根据求解所用 CPU 时间时间 ) 的接触单元的接触单元 .当当模型可以使用此类单元时，它们可以高效地模拟广泛的接触问题模型

2、可以使用此类单元时，它们可以高效地模拟广泛的接触问题 .Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-3最常用的点点接触单元是最常用的点点接触单元是:CONTAC52 和和 CONTA178 将所有的将所有的 UZ 自由度约束住，也可以用于自由度约束住，也可以用于 2D 分析分析 .三种点点接触单元中，三种点点接触单元中，CONTA178s 提供最强的功能提供最强的功能:更多的接触算法更多的接触算法精确的接触约束协调性精确的接触约束协调性 ( 0 ” 穿透穿透 )更多的接触行为选项更多的接触行为

3、选项定义接触法向更灵活定义接触法向更灵活.点点接触单元点点接触单元IJCONTAC12 - 2D 间隙间隙CONTAC52 - 3D 间隙间隙IJCONTA178 - 3D 间隙间隙 (带阻尼带阻尼)IJAdvanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-4.点点接触单元点点接触单元点点接触单元可用于模拟点点接触点点接触单元可用于模拟点点接触 . 接触点总是已知的管子移动模型就是点点接触的例子接触点总是已知的管子移动模型就是点点接触的例子. 这些单元也可以用来模拟面面接触问题，如果这些单元也可以用来模

4、拟面面接触问题，如果: 相对滑动变形量可以忽略相对滑动变形量可以忽略 两个面的偏移两个面的偏移 （转动）保持很小（转动）保持很小. 如果上述条件满足，过盈配合问题就是面面接触问题的例子，这里如果上述条件满足，过盈配合问题就是面面接触问题的例子，这里采用间隙单元就足够了采用间隙单元就足够了. 注意注意: 如果两个面上的节点不是一一对应的如果两个面上的节点不是一一对应的, 间隙方向也可以明确指定间隙方向也可以明确指定.Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-5.点点接触单元点点接触单元点点接触

5、单元在节点处传递力点点接触单元在节点处传递力. 面面接触单元在高斯点传递压力面面接触单元在高斯点传递压力.此特性限制它们只能用于低阶单元（角节点）此特性限制它们只能用于低阶单元（角节点）. 这是由于带中间节点单元的节点上的运动约束反力不均匀这是由于带中间节点单元的节点上的运动约束反力不均匀:1/21/21/61/62/3-1/121/31/41/4-1/12Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-6.点点接触单元点点接触单元点点接触单元可由三种方法生成点点接触单元可由三种方法生成:直接生成

6、直接生成在重合节点（或接近重合）上生成单元在重合节点（或接近重合）上生成单元.在表面上选择节点在表面上选择节点为点点接触单元设置单元属性为点点接触单元设置单元属性生成单元生成单元:Preprocessor - Create - Elements - At Coincid Nd1. 注意注意: 此特性要求面间的分离必须小于重合容差，且必须小于每个面上节此特性要求面间的分离必须小于重合容差，且必须小于每个面上节点间的距离点间的距离 .Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-7.点点接触单元点点

7、接触单元在偏移节点上生成单元在偏移节点上生成单元:对非重合节点很方便对非重合节点很方便Preprocessor - Create - Elements - Offset Nodes 指定距离和偏移方向指定距离和偏移方向.例子例子: 存在间隙的两个同心管子之间的接触，存在间隙的两个同心管子之间的接触，采用中心在采用中心在 O 的圆柱坐标系并设置的圆柱坐标系并设置 DX= . Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-8.点点接触单元点点接触单元间隙面方向间隙面方向CONTAC52 和和 CON

8、TA178 需要一个节点间隔来沿需要一个节点间隔来沿I-J 坐标自动定位单坐标自动定位单元元, 注意要保证注意要保证 I-J 方向垂直于接触面方向垂直于接触面.否则否则, 将会产生意料之外的切向响应将会产生意料之外的切向响应.Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-9. 点点接触单元点点接触单元CONTA178 的的 KEYOPT(5) 提供附加选项来明确指定单元方向提供附加选项来明确指定单元方向.接触法向沿着节点接触法向沿着节点 I 和和 J 上节点坐标系上节点坐标系X轴的方向余弦轴的方

9、向余弦平均值方向平均值方向对于此选项对于此选项, 旋转接触单元节点坐标系使之指向实体模旋转接触单元节点坐标系使之指向实体模型表面法向型表面法向:Preprocessor Move/Modify Rotate Node CS - To Surf Normal On Area接触法向基于实常数接触法向基于实常数 NX, NY, NZ.接触法向沿着单元坐标系接触法向沿着单元坐标系Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-10.点点接触单元点点接触单元接触协调性接触协调性CONTA178 提供几种不

10、同的接触算法提供几种不同的接触算法:纯拉格朗日乘子法纯拉格朗日乘子法 几乎几乎 0 穿透和滑移，不需要接触刚度穿透和滑移，不需要接触刚度 更多的自由度，出现震颤问题更多的自由度，出现震颤问题 用用 PCG 求解器时不要使用求解器时不要使用修正的拉格朗日方法修正的拉格朗日方法, 需要需要 FKN 和和 TOLN纯罚函数方法纯罚函数方法法向拉格朗日乘子法和切向罚函数法法向拉格朗日乘子法和切向罚函数法CONTAC12 和和 CONTAC52 只限于罚函数法只限于罚函数法指定接触刚度指定接触刚度, 单位单位 力力/长度长度.关于如何为接触刚度确定合适的值参考第三章附录关于如何为接触刚度确定合适的值参考

11、第三章附录.Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training ManualInventory # 0015677-11.点点接触单元点点接触单元摩擦和接触行为摩擦和接触行为三种单元都支持摩擦，可为三种单元都支持摩擦，可为 MU 指定非指定非 0 值值.CONTA178 支持与面面接触单元同样类型的接触行为支持与面面接触单元同样类型的接触行为:标准标准 粗糙粗糙 不分离不分离 (滑动滑动) 绑定绑定 不分离不分离 (永远永远) 绑定接触绑定接触 (永远永远) 绑定接触绑定接触 (初始接初始接触触)CONTAC12 和和 CONTAC52 只限于标准摩擦行为只限于标准摩擦行为.初始穿透初始穿透CONTA178 允许渐进化初始穿透允许渐进化初始穿透.CONTAC12 和和 CONTAC52 支持初始间隙或初始穿透，但不能是渐进化的支持初始间隙或初始穿透，但不能是渐进化的.后处理后处理这些单元接触结果项的后处理需要采用这些单元接触结果项的后处理需要采用 ET