ANSYS的接觸類型含義與選擇

2016-10-23 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

接觸非線性問(wèn)題是一種常見的工程問(wèn)題,ANSYS具備強(qiáng)大的接觸非線性計(jì)算功能,今天和大家聊聊ANSYS Workbench環(huán)境下接觸類型(Contact Type),也稱為接觸模式的含義與選擇方法

圖1 接觸作用模式設(shè)置面板

如圖1給出了接觸作用模式設(shè)置面板,ANSYS Workbench環(huán)境,對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算共提供了以下六中接觸作用模式:

(1)Bonded,即綁定接觸。該接觸類型約束接觸面和目標(biāo)面的法向與切向運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了將不同的體連接到一起的功能,主要用于不同部件的連接,例如焊接連接模擬,此外也可以使用不同單元類型的連接,如殼體和實(shí)體,梁和實(shí)體單元的連接。

(2)No Separation,即不分離接觸。該接觸類型約束接觸面和目標(biāo)面的法向,接觸面和目標(biāo)面的切向可以自由度運(yùn)動(dòng)等同于切向?yàn)闊o(wú)摩擦自由滑動(dòng)。

由于(1)和(2)這兩種接觸作用模式,在接觸面和目標(biāo)面法向始終保持接觸狀態(tài),因此這兩種作用模式,也稱為線性接觸模式,也是線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中支持的接觸作用模式,例如模態(tài)分析,諧響應(yīng)分析,隨機(jī)振動(dòng)分析和響應(yīng)譜分析等。

(3)Frictionless,即無(wú)摩擦接觸。該接觸類型在接觸面和目標(biāo)面的法向與切向都不約束,切向是自由運(yùn)動(dòng),法向的運(yùn)動(dòng)取決于外載,這種接觸模式,是一種理想狀態(tài),現(xiàn)實(shí)中并不存在,主要用來(lái)研究多體動(dòng)力學(xué)忽略接觸面摩擦的問(wèn)題,例如研究多剛體動(dòng)力學(xué)運(yùn)動(dòng)。

(4)Rough,即粗糙接觸。該接觸類型約束接觸面和目標(biāo)面之間的切向運(yùn)動(dòng),接觸面和目標(biāo)面得法向運(yùn)動(dòng)取決于外載,一旦接觸面和目標(biāo)面之間存在間隙(近場(chǎng)接觸狀態(tài)),則接觸面和目標(biāo)面的切向也自由,這種接觸模式也是一種理想接觸模式,認(rèn)為接觸面和目標(biāo)面的切向阻力無(wú)限大。

(5)Frictional,即摩擦接觸。該接觸類型在接觸面和目標(biāo)面的切向運(yùn)動(dòng)滿足庫(kù)倫摩擦定律,即一旦計(jì)算的摩擦超過(guò)了接觸面與目標(biāo)面之間能夠提供的最大摩擦力時(shí),接觸面和目標(biāo)面就開始滑動(dòng),反之,接觸面與目標(biāo)面之間就保持粘結(jié)接觸,接觸面與目標(biāo)面的法向運(yùn)動(dòng)取決于外載荷,該種接觸作用模式,與實(shí)際情況比較符合,是接觸中常用的一種接觸作用模式。

(6)Forced Frictional Sliding,即強(qiáng)迫摩擦滑動(dòng)接觸。該選項(xiàng)僅對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)適用,它與摩擦類型相似,只是沒(méi)有靜摩擦階段。此時(shí),系統(tǒng)會(huì)在每個(gè)接觸點(diǎn)上施加一個(gè)切向的阻力,該切向阻力正比于法向接觸力。

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