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ANSYS接触分析_学习手记

◆前提:
◇有限元模型。

◇已识别接触面及目标面。

(*可应用自由度耦合来替代接触。


选择目标面和接触面的准则:
1.凸面和凹面或平面接触是,选平面或凹面为目标面。

2、接触的两个面网格划分有粗细的话,选粗网格所在面为目标面。

3两个面刚度不同时,选择刚度大的面为目标面4如果两个面为一个高阶单元,一个为低阶单元,选低阶单元为目标面 5.如果一个面比另一个面大选大的面为目标面。

2.
◆定义接触单元及实常数
◇(刚性)目标单元—— TARGE169 TARGE170 ;
◇(柔性)接触单元—— CONTA171~CONTA172。

***Commands***
ET,K,169 !K - 指定的单元编号
ET,K+1,172
*** ****
◇实常数——一个接触对对应同一个实常数号。

TARGE单元的实常数包括:R1、R2 —定义目标单元几何形状
CONTA单元的实常数包括:
No. Name Description
1 R1 Target circle radius(刚性环半径)
2 R2 Superelement thickness(单元厚度)
*3 FKN Normal penalty stiffness factor(法向接触刚度因子)
*4 FTOLN Penetration tolerance factor(最大允许的穿透)
*5 ICONT Initial contact closure(初始闭合因子)
6 PINB Pinball region(“Pinball”区域)
*7 PMAX Upper limit of initial allowable penetration(初始穿透的最大值)*8 PMIN Lower limit of initial allowable penetration(初始穿透的最小值)*9 TAUMAX Maximum friction stress(最大的接触摩擦)
*10 CNOF Contact surface offset(施加于接触面的正或负的偏移值)
11 FKOP Contact opening stiffness or contact damping
*12 FKT Tangent penalty stiffness factor(切向接触刚度)
13 COHE Contact cohesion(滑动抗力粘聚力)
14 TCC Thermal contact conductance(热接触传导系数)
15 FHTG Frictional heating factor(摩擦耗散能量的热转换率)
16 SBCT Stefan-Boltzmann constant
17 RDVF Radiation view factor
18 FWGT Heat distribution weighing factor
19 ECC Electric contact conductance
20 FHEG Joule dissipation weight factor
21 FACT Static/dynamic ratio(静摩擦系数和动摩擦系数的比率)
22 DC Exponential decay coefficient(摩擦衰减系数)
23 SLTO Allowable elastic slip
24 TNOP Maximum allowable tensile contact pressure
25 TOLS Target edge extension factor
附注:
+值作为比例因子,-值作为绝对值;
带*号的实常数比较重要,关乎接触分析的收敛;
一般实常数可为缺省值。

***Commands***
REAL,K !K - 指定169和172的共同的实常数编号
ET,K,169 !K - 指定的单元编号
ET,K+1,172
R,K,,,FKN0,FTOLN0 !指定实常数1~6的值
RMORE,,,,,,FKT0, !指定实常数7~12的值
*** ****
◇材料参数——仅需定义摩擦系数
***Commands***
MP,MU,J,0.6
!J为材料编号,切勿与此前定义的重复;0.6为接触摩擦系数。

*** ****
附注:当接触对数目较多,且各接触对的性质相似时,可利用*Do循环语句定义单元、实常数。

***Commands***
MP,MU,J,0.6
*DO,K,8,14,2 !Do循环语句定义单元、实常数。

REAL,K
ET,K,169
ET,K+1,172
!KEYOPT,K+1,5,3
KEYOPT,K+1,9,3
!KEYOPT,K+1,8,0
!KEYOPT,K+1,10,1
R,K,,,FKN0,FTOLN0 ! ,CNOF0,
RMORE,,,,,,FKT0
NROPT,UNSYM
*ENDDO
*** ****
◆生成单元
应用直接生成法(ESURF)建立单元...
***Commands***
REAL,K !指定实常数编号
type,K !指定TARGE单元编号
mat,J !指定材料编号
lsel,,,,1 !选择编号为1的接触边界线
nsll,,1 !选择依附于线1的节点
esurf !生成刚性目标单元
type,K+1 !指定CONTA单元编号
lsel,,,,2
nsll,,2
esurf !生成柔性接触单元
allsel
*** ****
◆关乎收敛的若干参数(实常数及单元关键字)设置
◇接触刚度设置—— FKN FKT KEYOPT(10)
◇初始穿透设置—— CNOF KEYOPT(5) KEYOPT(9)
***Commands***
KEYOPT,K+1,9,3
*** ****
◇最大允许穿透—— FTOLN
◇可应用自由度耦合来替代接触——NUMMRG (命令)
有限元分析导入模型:
1.将当前模型,另存为 *.x_t格式,即保存类型选择Parasolid(*.x_t),注意,文件名必须是英文或数字。

输出对话框中,选择⊙所有实体。

2.把ANSYS工作目录设置成刚才保存*.x_t文件的文件夹。

同样,这个目录里也不能出现任何中文。

3.运行ANSYS,File→Import→PARA...→左侧框中就会看到刚才生成的*.x_t文件,选中,OK,导入完成。

4.现在看到的模型是线框,PlotCtrls→Style→Solid Model Facets→下拉框中选择Normal Faceting→OK, 鼠标右键选择Replot重生,即可看到实体了。

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