ABAQUS应用培训-09 接触分析及实例

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2015/7/5
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接触 –利用接触模块定义并管理以下信息：
– 模型区域之间或模型区域同它周围模型之间的机械和热接触。
机械接触 一般和双面接触 自接触 弹性基础 激励器/传感器
其它接触 (约束) 捆绑约束 刚体 显示体 耦合 壳到实体耦合 嵌入区域 线性多点约束方程
热接触 热膜条件 对环境的辐射 热接触
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接触操作（Interaction）
Interaction
1. 不同的接触算法：standard explicit 2. 作为一种边界条件，接触定义在不同的step中可以发生变化 3. 接触算法还分为Kinematic, Penalty，初学者不用选择 4. Surface to Surface, Surface to node 5. 主面（master, first）和从面（slace,second） 6. 接触体之间的相互作用：摩擦和热传递等设置 7. 接触面的间隙调整
k14 k24 k34 k44 k54 k64 0 0 0 0 0 0
0 0 k35 k45 k55 k65 0 0 0 0 0 0
0 0 k36 k 46 k56 k66 0 0 0 0
k116 0
0 0 0 0 0 0 k77 k87 k97 k107 0 0
0 0 0 0 0 0 k78 k88 k98 k108 0 0
有限元分析-ABAQUS的应用
接触分析
方 刚
2015年7月
2015/7/5
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接触
• “为什么要定义机械接触？
– 只有在接触模块中指定接触时，ABAQUS才识别装配件中不同 区域之间的接触。 – 两个表面物理上的接近不足以建立表面之间的接触关系。 – 接触与装配件模块中的接触位置约束是不相关的。 – 接触位置约束只是让部件实例正确定位的方法之一。 – 可以定义接触模型的法向关系、摩擦和干涉。
0 0 0 0 0 0 k79 k89 k99 k109 k119 k129
0 0
k0 310
0 0 0 0 0 k0 611 0 0 k911 k1011 k1111 k1211
0 0 0 k710 k810 k910 k1010 k1110 k1210
0 0
0
0 0 0 0 0 0 0 0 k912 k1012 k1112 k1212
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接触 –例如：壳到实体的耦合
– 将壳边同实体表面耦合的界面。
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接触
– 在接触模块中还可以定义连接器。
– 允许在装配件内的两个点之间或装配件中的点和地面之间定义连接。 – 连接器经常同显示体一起使用
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接触
带有摩擦的双面接触
带有摩擦的 自接触
捆绑约束
筒子挤压分析过程中的接触定义：未变形状态（左）和变形状态（右）
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接触
• 自动约束探测 – 在三维模型中可以快捷方便地定义接触和绑定约束。 – 为了代替分别选择面并定义它们之间的接触，可以让Abaqus/CAE自动 查找模型中初始可能接触的所有面。 – 支持壳、膜和实体 – 包含壳的偏置 – 支持孤立网格部件
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实例1：板壳结构碰撞
1. Part; 1）（tool）rigid, sheet planar 500*500, 2) （sheet）deformable, sheet extrusion, 150*150*800 3） 定义tool的reference point 2. Assembly: tool 2次 ，sheet1次， 调整位置关系，使tool位于sheet两端 3. Property：density 2.7e-9, Elasticity,2.1e5, Poisso ratio 0.3 Plasticity: stress 300-370 plastic strain 0-0.5 4. Step： Dynamic explicit, time 0.02 5. Load: 一个tool 固定， 一个tool v=10000 （方向朝向sheet） 6. Mesh：seed part, 40, mesh part (sheet), assign element type, s4r (Explicit) 7. Interaction: create inter. General contact interaction properties: friction coeff. 0.05 8. Job. Submit. 9. results.
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接触的实质
[ K ]{U } {P}
k11 k 21 k31 k41 0 0 0 0 0 0 0 0 k12 k22 k32 k42 0 0 0 0 0 0 0 0 k13 k23 k33 k43 k53 k63 0 0 0
k0 106
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接触
3. Edit Interaction对话框中 完成接触定义（比如，为接 触定义摩擦模型ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
Create Interaction Property 对话框
Edit Interaction 对话框
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接触 4. 在必要的时候，利用接触管理器激活/不激活接触。
接触管理器
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接触 • 约束和接触能够继续或者被删除 –能够研究各种约束和接触的组合效果
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接触 • 例子：定义接触的分析步
1. 创建接触，并选择接触起作用的 分析步。
Create Interaction 对话框
* 对于三维模型, 可选的自动探测方法是有效的；
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接触
2. 从几何体的表面、单元表面、 表面集或节点集选择应用接触 的表面。 （可以通过选择一个单元和 特征角度的办法在孤立网格中 选择表面。单个编辑的办法可 以很容易清除不规则的单元。）