ANSYS非线形分析指南 接触分析 下面的变形体单元可能是实体单元、壳单元、梁单元或超单元,接触面可能壳或梁单元任何 与目标面单元一样,你必须定义接触面的单元类型,然后选择正确的实常数号(实常数 号必须与它对应目标的实常数号相同)最后生成接触单元 单元类型: 下面简单描述四种类型的接触单元 CONTA171:这是一种2一D,2个结点的低附线单元,可能位于2一D实体,壳或梁单 元的表面 CONTA172:这是一个2一D的,3结点的高阶抛物线形单元,可能位于有中结点的2 -D实体或梁单元的表面 CONTA173:这是一个3-D的,4结点的低阶四边形单元可能位于3-D实体或壳单 元的表面,它可能褪化成一个结点的三角形单元 CONTA174:这是一个3-D,8结点的高阶四边形单元,可能位于有中结点的3-D实 体或壳单元的表面,它可能褪化成6结点的三角形单元 不能在高阶柔性体单元的表面上分成低阶接触单元,反之也不行,不能在高阶接触单元 上消去中结点。 命令:ET GUI: main menu>preprocessor>Element type>Add/Edit/Delet 实常数和材料特性 在定义了单元类型之后,需要选择正确的实常数的设置,每个接触对的接触面和目标面 必须有相同的实常数号,而每个接触对必须有它自己不同的实常数号 ANSYS使用下面柔性体单元的材料特性来计算一个合适的接触(或罚)刚度,如果下 面的单元是一个超单元。接触单元的材料的设置必须与超单元形成时的原始结构单元相同 生成接触单元。 我们既可以通过直接生成法生成接触单元,也可以在柔性体单元的外表面上自动生成接 触单元,我们推荐采用自动生成法,这种方法更为简单和可靠。 可以通过下面三个步骤来自动生成接触单元 1、选择结点 选择已划分网格的柔性体表面的结果,如果你确定某一部分结点永远不会接触到目标 面,你可以忽略它以便减少计算时间,然而,你必须保证设有漏掉可能会接触到目标面的结 命令:NSEL GUI: main menu>preprocessor>create>Element>on>free surf 2、生成接触单元 命令: ESURE GUI: main menu>preprocessor>create>Element>on free surf 如果接触单元是附在已用实体单元划分网格的面或体上,程序会自动决定接触计算所需 的外法向,如果下面的单元是梁或壳单元,则必须指明哪个表面(上表面或下表面)是接触 命令: SURF, TOPOR BO∏OM GUI: main menu>preprocessor>create>Element>on free surf 使用上表面生成接触单元,则它们的外法向与梁或壳单元的法向相同,使用下表面生成 接触单元,则它们的外法向与梁或壳单元的法向相反,如果下面的单元是实体单元,则TOP 或 BOTTOM选项不起作用 3、检査接触单元外法线的方向,当程序进行是否接触的检查时,接触面的外法线方向 是重要的,对3-D单元,按结点程序号以右手定则来决定单元的外法向,接面的外法向应 该指向目标面,否则,在开始分析计算时,程序可能会认为有面的过度渗透而很难找到初始 解。在此情况下,程序一般会立即停止执行,你可以检查单元外法线方向是否正确。 命令:/ PSYMB GUI: Utility menu>plotctrls>symbols 当发现单元的外法线方向不正确时,必须通过倒不正确单元的结点号来改变它们 第5页ANSYS 非线形分析指南 接触分析 第5页 下面的变形体单元可能是实体单元、壳单元、梁单元或超单元，接触面可能壳或梁单元任何 一边。 与目标面单元一样，你必须定义接触面的单元类型，然后选择正确的实常数号（实常数 号必须与它对应目标的实常数号相同）最后生成接触单元。 单元类型： 下面简单描述四种类型的接触单元 CONTA171：这是一种 2─D，2 个结点的低附线单元，可能位于 2─D 实体，壳或梁单 元的表面 CONTA172：这是一个 2─D 的，3 结点的高阶抛物线形单元，可能位于有中结点的 2 ─D 实体或梁单元的表面 CONTA173：这是一个 3─D 的，4 结点的低阶四边形单元可能位于 3─D 实体或壳单 元的表面，它可能褪化成一个结点的三角形单元。 CONTA174：这是一个 3─D，8 结点的高阶四边形单元，可能位于有中结点的 3─D 实 体或壳单元的表面，它可能褪化成 6 结点的三角形单元。 不能在高阶柔性体单元的表面上分成低阶接触单元，反之也不行，不能在高阶接触单元 上消去中结点。 命令：ET GUI：main menu>preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete 实常数和材料特性 在定义了单元类型之后，需要选择正确的实常数的设置，每个接触对的接触面和目标面 必须有相同的实常数号，而每个接触对必须有它自己不同的实常数号。 ANSYS 使用下面柔性体单元的材料特性来计算一个合适的接触（或罚）刚度，如果下 面的单元是一个超单元。接触单元的材料的设置必须与超单元形成时的原始结构单元相同， 生成接触单元。 我们既可以通过直接生成法生成接触单元，也可以在柔性体单元的外表面上自动生成接 触单元，我们推荐采用自动生成法，这种方法更为简单和可靠。 可以通过下面三个步骤来自动生成接触单元 1、选择结点 选择已划分网格的柔性体表面的结果，如果你确定某一部分结点永远不会接触到目标 面，你可以忽略它以便减少计算时间，然而，你必须保证设有漏掉可能会接触到目标面的结 点。 命令：NSEL GUI：main menu>preprocessor>create>Element>on>free surf 2、 生成接触单元 命令：ESURF GUI：main menu>preprocessor>create>Element>on free surf 如果接触单元是附在已用实体单元划分网格的面或体上，程序会自动决定接触计算所需 的外法向，如果下面的单元是梁或壳单元，则必须指明哪个表面（上表面或下表面）是接触 面 命令：ESURF，TOP OR BOTIOM GUI：main menu>preprocessor>create>Element>on free surf 使用上表面生成接触单元，则它们的外法向与梁或壳单元的法向相同，使用下表面生成 接触单元，则它们的外法向与梁或壳单元的法向相反，如果下面的单元是实体单元，则 TOP 或 BOTTOM 选项不起作用 3、检查接触单元外法线的方向，当程序进行是否接触的检查时，接触面的外法线方向 是重要的，对 3─D 单元，按结点程序号以右手定则来决定单元的外法向，接面的外法向应 该指向目标面，否则，在开始分析计算时，程序可能会认为有面的过度渗透而很难找到初始 解。在此情况下，程序一般会立即停止执行，你可以检查单元外法线方向是否正确。 命令：/PSYMB GUI：Utility menu>plotctrls>symbols 当发现单元的外法线方向不正确时，必须通过倒不正确单元的结点号来改变它们