本主题详细介绍用于线性分析、热分析和静电分析的接触设置。对于非线性分析,请参考“非线性分析”分支内的 表面接触设置 页面。
“智能粘合”选项卡
仅当线性分析、热传递分析或静电分析中出现粘合或焊接接触且其中已启用智能粘合时,才会显示该选项卡。请参见 智能粘合 页面获取关联设置的详细信息。
“摩擦”选项卡
此选项卡仅针对以下接触类型才会显示。:
“摩擦”选项卡包含下列设置:
摩擦系数:激活此复选框,并在相邻输入字段中指定合适的值(通常,0 < 摩擦系数≤ 1)。
表面接触方向:选择用于确定接触单元作用方向(即,接触反作用力的方向)的方法。(摩擦力方向垂直于表面接触方向。)可用方法如下:
- 通过匹配方向计算:这是默认选项。程序根据每个节点处单元的法线方向计算方向。这是推荐使用的方法。如果网格为粗网格而且表面是弯曲的,则某些单元可能不平坦(即,第四个节点与其他三个节点不共面)。在这种情况下,默认方法可能不会产生有效方向。要获得有效方向,您可以增大“方向容差角”字段中的值。
- 垂直于第一个部件/表面:当接触对中的第一个部件或表面有平面单元但第二个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第一个部件或表面。
- 垂直于第二个部件/表面:当接触对中的第二个部件或表面有平面单元但第一个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第二个部件或表面。
注: 如果是块体到板接触,则根据块体部件设置接触方向。不支持板部件之间的自动接触。(当然,您可以手动在任何类型的单元之间创建间隙单元。)
方向容差角度:(默认值 = 20 度。)当表面单元出现扭曲(即,不是平面)时,您可以增加此容差以便成功计算表面接触方向。
在图 1 中,块位于固定表面上。施加法向力 N 以产生摩擦力 Ff。块和固定表面之间存在静摩擦系数 μ。对块施加侧向力 F。在块和壁面之间放置一个弹簧以形成静态稳定模型。Ff 的范围可以是 0 到 μN,如下所示:
对于 F <= μN:
Ff= F
Fs=0
|
对于 F >= μN:
Ff=0
Fs=F
|
图 1:静摩擦
一旦侧向力超过摩擦力的最大值,摩擦力就会变为零,并且不再阻碍运动。如果随后发生的情况非常重要,应执行使用面面接触的机械运动仿真 (MES) 分析。在 MES 中,可以定义动态摩擦系数以计算超过静摩擦力的摩擦力。
“热压配合”选项卡
此选项卡仅适用于“线性材料模型静态应力”分析。提供以下选项:
干涉:
- 自动:从 CAD 几何体确定干涉量(即,配合的强度)。如果是 CAD 模型,且 CAD 装配件中存在几何干涉,则会从几何体中删除干涉,且净配合(零干涉、零间隙)中的网格相互匹配。但是,原始 CAD 装配件中的干涉数将保持不变。您必须在 Simulation Mechanical 中定义热压配合接触(假定您要对干涉效果进行量化)。在默认情况下,“自动”干涉选项处于激活状态,而且会自动为每个节点指定干涉数值(即,可能会不一致)。
重要: 为了让“自动”干涉指定正常运作,必须按照显式表面对定义接触。自动干涉对部件与部件接触以及“默认”(全局)接触类型都不适用。
- 手动:激活此选项可手动指定干涉量。如果使用不存在几何干涉的手动构建模型或 CAD 模型,可以在接触部件之间指定统一的径向干涉。在与“手动”单选按钮相邻的输入字段中指定径向干涉。例如,如果将孔直径为 40 mm 的轴承压到直径为 40.03 mm 的轴上,径向干涉为 0.015 mm(直径干涉的一半):
(40.03-40)/2 = 0.015
手动指定干涉可快速确定各种配合强度的影响,而无需修改 CAD 几何体。也可在 CAD 模型或手动构建的模型中未表示干涉的影响时轻松确定其影响。
您可以使用接触部件之间的净配合对 CAD 装配进行建模。手工构建的装配件必须使用匹配表面(净配合)建模。在任一情况下,您都可以在“接触选项”对话框的“热压配合”选项卡内指定统一干涉。此外,还可以使用用户指定的统一干涉值覆盖 CAD 模型中的几何干涉(如果有)。
表面接触方向:选择用于确定接触单元作用方向(即,接触反作用力的方向)的方法。(摩擦力方向垂直于表面接触方向。)可用方法如下:
- 通过匹配方向计算:这是默认选项。程序根据每个节点处单元的法线方向计算方向。这是推荐使用的方法。如果网格为粗网格而且表面是弯曲的,则某些单元可能不平坦(即,第四个节点与其他三个节点不共面)。在这种情况下,默认方法可能不会产生有效方向。要获得有效方向,您可以增大“方向容差角”字段中的值。
- 垂直于第一个部件/表面:当接触对中的第一个部件或表面有平面单元但第二个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第一个部件或表面。
- 垂直于第二个部件/表面:当接触对中的第二个部件或表面有平面单元但第一个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第二个部件或表面。
注: 如果是块体到板接触,则根据块体部件设置接触方向。不支持板部件之间的自动接触。(当然,您可以手动在任何类型的单元之间创建间隙单元。)
方向容差角度:(默认值 = 20 度。)当表面单元出现扭曲(即,不是平面)时,您可以增加此容差以便成功计算表面接触方向。
“热”选项卡
此选项卡适用于稳态热传递和瞬态热传递分析中的表面接触。提供以下选项:
热阻:选择用于定义热阻的方法:
- 总热阻:定义接触对的总热阻。“值:”字段中定义的总热阻将均匀地分布在接触表面区域上。(对于二维平面模型,总热阻是针对配合部件的厚度。对于二维轴对称模型,总热阻是针对 1 弧度)。
- 分布热阻:根据单位面积定义热阻。将“值:”字段中定义的热阻除以接触对的面积,然后应用到模型。
表面接触方向:选择用于确定接触单元作用方向(即,热通量的方向)的方法。可用方法如下:
- 通过匹配方向计算:这是默认选项。程序根据每个节点处单元的法线方向计算方向。这是推荐使用的方法。如果网格为粗网格而且表面是弯曲的,则某些单元可能不平坦(即,第四个节点与其他三个节点不共面)。在这种情况下,默认方法可能不会产生有效方向。要获得有效方向,您可以增大“方向容差角”字段中的值。
- 垂直于第一个部件/表面:当接触对中的第一个部件或表面有平面单元但第二个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第一个部件或表面。
- 垂直于第二个部件/表面:当接触对中的第二个部件或表面有平面单元但第一个部件或表面没有时,可使用此选项以使接触方向垂直于第二个部件或表面。
注: 如果是块体到板接触,则根据块体部件设置接触方向。不支持板部件之间的自动接触。(当然,您可以手动在任何类型的单元之间创建间隙单元。)
方向容差角度:(默认值 = 20 度。)当表面单元出现扭曲(即,不是平面)时,您可以增加此容差以便成功计算表面接触方向。