ANSYSWorkbench提供的六種接觸類型解析

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

ANSYS精彩應(yīng)用

翻譯ANSYS 關(guān)于接觸類型的幫助如下:

ANSYS Workbench提供了6種接觸類型,這些接觸類型大多只對(duì)面接觸適用。

(1)bonded.使用綁定以后,在接觸面或者接觸邊之間不存在切向的相對(duì)滑動(dòng)或者法向的相對(duì)分離。這是缺省的接觸類型,適用于所有的接觸區(qū)域(實(shí)體接觸,面接觸,線接觸)。

(2)no separation.這與綁定類似。在接觸面或者接觸線之間不允許發(fā)生法向的相對(duì)分離,但是允許發(fā)生少量的切向無摩擦滑動(dòng)。

(3)frictionless:用于模擬無摩擦的單邊接觸。所謂單邊接觸,就是說,一旦兩個(gè)物體之間出現(xiàn)了分離,則法向力就為零。因此當(dāng)外力發(fā)生改變時(shí),接觸面之間可能會(huì)分開,也可能會(huì)閉合。這種情況下假設(shè)摩擦系數(shù)為零,即當(dāng)發(fā)生切向相對(duì)滑動(dòng)時(shí),沒有摩擦力。

(4)rough:與無摩擦接觸類型相似。它模擬非常粗糙的接觸,保證兩個(gè)物體之間只是發(fā)生靜摩擦,而不會(huì)發(fā)生切向的滑移,從而不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。它相當(dāng)于在兩個(gè)物體之間施加了無限大的摩擦系數(shù)。

(5)frictional:有摩擦的接觸。這是最實(shí)際的情況,兩個(gè)接觸面之間既可以法向分離,也可以切向滑動(dòng)。當(dāng)切向外力大于最大靜摩擦力后,發(fā)生切向滑動(dòng)。一旦發(fā)生切向滑動(dòng)后,會(huì)在接粗面之間出現(xiàn)滑動(dòng)摩擦力,該滑動(dòng)摩擦力要根據(jù)正壓力和摩擦系數(shù)來計(jì)算。此時(shí)需要用戶輸入摩擦系數(shù)。

(6)forced frictional sliding:該選項(xiàng)只對(duì)剛體動(dòng)力學(xué)適用。它與frictional類型類似,只是沒有靜摩擦階段。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。

到底使用哪種接觸類型,取決于你需要解決的問題:

如果(1)需要模擬兩個(gè)物體之間輕微的分離(2)要獲得接接觸面附近的應(yīng)力,那么可以考慮下列三種接觸類型:frictionless,rough和frictional.它們可以模擬間隙,并能更精確的建模真實(shí)的接觸區(qū)域。不過使用這三種接觸會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)的求解時(shí)間,也可能會(huì)導(dǎo)致收斂問題。如果出現(xiàn)了收斂問題,那么可以對(duì)接觸區(qū)域使用更細(xì)的網(wǎng)格。

裝配體的分析中,如何對(duì)兩個(gè)物體之間的連接關(guān)系進(jìn)行建模是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題。對(duì)于連接關(guān)系,總體考慮如下:

(1)如果兩個(gè)相鄰物體在分析中始終不會(huì)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),最好直接在DM中用多體部件來表達(dá),這最省事。

(2)如果兩個(gè)相鄰物體在分析中存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),而我們并不關(guān)注其連接點(diǎn)附近的應(yīng)力情況,那么用運(yùn)動(dòng)副來表述更簡(jiǎn)單。

(3)如果相鄰兩物體在分析中有相對(duì)運(yùn)動(dòng),而且我們對(duì)這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸面及其附近點(diǎn)的應(yīng)力情況感興趣,那么使用接觸。

關(guān)于接觸類型的分類問題。

實(shí)際上,接觸就是依據(jù)兩個(gè)物體之間是否有切向和法向的相對(duì)分離來進(jìn)行劃分的。在兩個(gè)相互接觸的物體之間,也只能發(fā)生這兩種運(yùn)動(dòng)。要么,在法線方向上可以分開;要么在切線方向上可以發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。

如果

(1)法線方向不可分開,切線方向也不可發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則使用boneded。

(2)法線方向不可分開,切線方向可以發(fā)生輕微的無摩擦滑動(dòng),則使用no separation.

(3) 法線方向可以分開,切線方向不可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則用rough.

(4) 法線方向可以分開,切線方向可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),且沒有摩擦力。則是frictionless。

(5) 法線方向可以分開,切線方向可以發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),存在摩擦力。則是frictional。