面面接触

若要在单元之间传递载荷,通常必须将节点连接在一起。例如,如果两个实体分别开始分析,则分析过程中不会出现相互作用。这些实体将穿过彼此。在线性分析中,表面接触是通过使用一维接触单元连接相邻部件上的节点实现的。在非线性分析中,通用面面接触是在两个部件或表面之间定义的。求解器将跟踪接触表面的运动,并在表面一起移动时产生阻力。复杂算法将确定接触刚度,并尝试最小化接触颤动和表面渗透。

您可以在“机械运动仿真”分析和其他非线性应力分析(而不是非线性材料固有频率分析)中定义面面接触。当表面在分析过程中可能互相接触或最初彼此接触(但不一定粘合)时,请创建面面接触对。处理器将在分析的每个时间步确定这些表面上节点之间的距离。如果节点彼此之间足够接近,表明存在表面相互作用,则施加力防止渗透。

开始进行接触分析之前,用户必须清楚地确定分析过程中可能会在哪些位置出现接触作用。(尽管每个部件的每个表面均可定义为与每个其他部件的每个表面接触,但这种做法的效率非常低。)不仅多个目标表面可以与一个主表面相互作用,而且大变形问题中还有可能会出现自接触。部件可以大幅变形到与自身接触(例如,橡胶波纹管在轴向压缩过程中闭合时折叠)。在这种情况下,用户必须定义多个接触对,才能涵盖所有潜在的接触作用。

接触对可以包含任意两个表面。面面接触将导致一个表面上的节点与另一表面的各面之间产生相互作用(反之亦然)。但是,若要加快接触搜索,用户应当仅指定无疑会在给定的事件持续时间内互相作用的接触对。如果最小化接触单元数,则分析将加快收敛速度,特别是在涉及小范围滑动接触的问题时尤其如此。

若要针对手动构建的模型定义可能发生接触的位置,请将要互相接触的表面放置在唯一的表面编号上。在构成接触单元的所有线中,沿接触面的线应当表面编号最大。如果单元面以不同表面编号的线为边界,则使用表决规则确定应用于该面的表面编号。为了确定块体单元的哪六个面可能互相接触,求解器将检查构成单元的每条线的表面编号。其中大多数线均位于最大表面编号上的每个面(3/4 或 2/3的边)均可参与接触。这些线不在单元中最大表面编号上的面无法参与接触。

对于基于 CAD 的实体网格,所有内部网格线均位于表面 0(零)上。因此,外部(接触)表面所在的表面编号始终大于其他单元面,但外部角点可能除外。在外部角点中,块体的两条或更多边可以位于外表面上。

如果用户难以预测接触对的相对运动,处理器将提供自动更新方案,帮助用户仅通过少数几个接触表面有效地设置涵盖整个接触区域的接触对。但在三维分析中,这可能需要大量内存。如果没有提供必要的内存,则用户必须将较大的接触表面分割成几个较小的接触表面。

应用面面接触

由于可能无法计算某些单元类型与其他单元类型之间的接触,因此在应用面面接触之前,应完成树视图的“单元类型”“单元定义”标题。

可以使用以下任一方法定义面面接触对。