一、影响穿透的一些因素解释
I.接触厚度
接触厚度定义的是一个参数——当接触体/面相互穿透的距离大于接触厚度时,程序将不计算这个接触,即认为没有接触了。
什么是接触厚度与距离?在自动接触中,接触厚度是一个默认值,大概是面厚度的几倍,在普通接触中,接触厚度无穷大。
II.壳厚度和接触厚度
1. 壳厚度:影响刚度和单元质量;
2. 接触厚度:
①决定解除中的厚度偏移量;
②并不影响刚度或壳体质量;
③默认接触厚度等于壳厚度;
④可以在*CONTACT 或*PART_CONTACAT 中直接缩放接触厚度;
⑤在穿透节点被释放之前影响最大允许穿透深度。
III.运动速度对穿透的影响
如果物体相对运动速度过大,在一个时间步长中所走过的距离会远超过一个单元的尺寸,若缩小时间步长,即缩小在一个时间步长内所走过的距离和单元尺寸的差异,基础检查可以正常进行,若初速度过高,会搜索不到接触,计算会出现问题。
IV.非对称接触算法中,主从面的定义原则
①粗网格表面定义为主面,细网格表面为从面;
②主从面相关材料刚度相差悬殊,材料刚度大的一面为主面;
③平直或者凹面为主面,凸面为从面。
V.接触刚度的影响
穿透可以认为是一种虚拟穿透,如果设定的穿透刚度(fkn)值,就可以减小这种穿透,
但却不可避免。
如果fkn 值过大,会使到那元刚度病态,而不能求解。
二、穿透的可能解决方案
I.接触方面:
1. 修改接触类型,尝试自动接触类型:
①STS(面面接触),当一个体的表面穿透另外一个体的表面是创建
②SS(单面接触),当一个体的表面自身接触或者接触另一个体的表面时创建
2. 接触定义存在问题:
①增加接触刚度因子
②改变接触面的主从设置,将刚体设置为主面,同时使用单向接触
③修改关键字CONTROL_CONTACT中RWPNAL=2
3. 接触穿透距离超过了接触厚度,从而不再计算接触;
4. 如果两个接触体的材料属性和网格差别较大,可以修改SOFT值为1 或者2.
5. 接触群组设置不直接用PART,将可能接触的地方设置为segment;
6. 修改摩擦系数:
Fs和Fd通常设置为相同的值,避免额外的噪声产生。
7.注意设定接触厚度;
①接触厚度如果过小,会在定义的时间步长中直接穿透
②修改关键字PART_CONTACT的OPIT选项,接触厚度设定在2-4mm II.其他方面
8. 减小时间步长:
①将关键字*CONTROL_TIMESTEP 修改为0,0.67。
②dt2ms 是质量放大因子,可以提高计算时的最小时间步长。
③修改沙漏设置。
9. 注意网格之间的匹配:
①不通体之间的网格不可相差太大。
②避免单点载荷,容易引起沙漏模式。
10. 修改相对运动速度:
将相对运动速度修改为由小到大的过程,避免在第一次迭代时,由于速度过大而不能搜索到接触。
11. 增加材料的强度极限。