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滑動或者法向的相對分離。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)生法向的相對分離,但是允許發(fā)生少量的切向無摩擦滑動。

(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,接觸面之間可能會分開,也可能會閉合。這種情況下假設(shè)摩擦系數(shù)為零,即當(dāng)發(fā)生切向相對滑動時,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,保證兩個物體之間只是發(fā)生靜摩擦,而不會發(fā)生切向的滑移,從而不會產(chǎn)生滑動摩擦。它相當(dāng)于在兩個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,兩個接觸面之間既可以法向分離,也可以切向滑動。當(dāng)切向外力大于最大靜摩擦力后,發(fā)生切向滑動。一旦發(fā)生切向滑動后,會在接粗面之間出現(xiàn)滑動摩擦力,該滑動摩擦力要根據(jù)正壓力和摩擦系數(shù)來計算。此時需要用戶輸入摩擦系數(shù)。

(6)forced frictional sliding:該選項只對剛體動力學(xué)適用。它與frictional類型類似,只是沒有靜摩擦階段。此時,系統(tǒng)會在每個接觸點(diǎn)上施加一個切向的阻力。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導(dǎo)致更長的求解時間,也可能會導(dǎo)致收斂問題。如果出現(xiàn)了收斂問題,那么可以對接觸區(qū)域使用更細(xì)的網(wǎng)格。

裝配體的分析中,如何對兩個物體之間的連接關(guān)系進(jìn)行建模是一個關(guān)鍵技術(shù)問題。對于連接關(guān)系,總體考慮如下:

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

(2)如果兩個相鄰物體在分析中存在相對運(yùn)動,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)動副來表述更簡單。

(3)如果相鄰兩物體在分析中有相對運(yùn)動,而且我們對這種相對運(yùn)動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)兩個物體之間是否有切向和法向的相對分離來進(jìn)行劃分的。在兩個相互接觸的物體之間,也只能發(fā)生這兩種運(yùn)動。要么,在法線方向上可以分開;要么在切線方向上可以發(fā)生相對移動。

如果

(1)法線方向不可分開,切線方向也不可發(fā)生相對滑動,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,則使用no separation.

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

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