ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对

ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对

2013-10-03 09:49:09| 分类：ANSYS 实例- GUI | 标签：ansys 接触管理器接触向导使用示例|举

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在 ANSYS 中定义接触通常有两种方法：

1. 用户自己手工创建接触单元和目标单元。这种方法，在定义接触和目标

单元时还比较简单，但是在设置或修改单元属性和定义实常数时却比较复杂。需要用户对接触有较深刻的理解和通过实践积累丰富的经验。

2. 使用接触管理器中的接触向导定义接触对：使用接触管理器 (接触向导) 定义接触对 (即接触单元和目标单元) 时，可以定义除了点-点接触以外的各种接触类型；它可以自动生成接触单元和目标单元，并提供了一组默认的单元属性和实常数值。使用这些默认的设置，加上适当的求解设置，对于多数接触问题都能够获得收敛的结果。而且，如果使用默认设置时，计算不收敛或对结果不太满意，也可以通过接触管理器 (接触向导) 对单元属性和实常数方便的进行修改和调整。

因此，我们推荐，在可能的情况下，尽量使用接触管理器 (接触向导) 来定

义接触。本文将通过一个实例介绍接触管理器的基本使用方法。

所使用的例子如下：

两块平板，中间夹一个圆球。上面平板的上表面承受压力，分析模型的变形和应力随压力的变化。

两块平板，尺寸都是 (100*100*20)，相距 100。中间夹一个半径 50 的圆球。两个平板分别与圆球的上下边缘接触。尺寸单位为 mm。几何模型如图 1。

图 1 中，为了能够划分映射网格，分别对体积进行了切割材料属性为：

两块平板： E = 201000 Mpa；μ= 0.3

圆球： E = 70100 Mpa；μ= 0.33

接下来对各个 Volumes 划分网格，单元类型采用 solid186 (20 节点六面体)，单元边长统一取 6 mm。网格划分结果如图 2 所示：

载荷为上平板上表面均布压力，最大值 10 Mpa；约束条件将在后面介绍。

以下介绍如何使用接触管理器 (接触向导) 来分析这一接触问题。

一、使用接触管理器 (接触向导) 前的准备工作

1. 在 ANSYS 中，接触单元和目标单元必须覆盖在已有的单元表面上。因此，在创建接触之前，应该先尽量完成几何建模和划分网格的工作，特别是在要创建接触的表面 (边界线)，必须以某种方式划分网格，以在相应的边界面 (线) 上生成节点，作为以后创建接触时的基础。划分网格的方式则和几何模型有关。比如，对三维面模型，可以划分壳体单元，后面直接以壳体面作为创建接触对的基础；而三维体模型，可以划分实体单元，后面则以实体单元的表面作为创建接触对的基础。

2. 在使用接触管理器 (接触向导) 创建接触对时，可以选为接触面或目标面的对象有：线、面、节点、节点组 (component) 等。如果模型比较复杂，临时选择不太方便，建议将准备创建接触的实体边界 (面、线)分别建为单独的实体

组 (Component)，或者分别取出其包含的节点 (使用 NSLA、NSLL 命令)，建为单独的节点组件 (Component)。

二、打开接触管理器

在前处理中，点击 GUI 屏幕上命令输入小窗口右边的第三个小图标，就可以打开接触管理器：

使用接触管理器 (接触向导) 定义接触时，接触单元是自动生成的。有关的实常数也在接触向导中定义。在创建接触对时，对话框中有一个 Options 按钮，点击它就会出现各种接触属性的设置，这些属性分别与接触单元和目标单元的有关单元选项以及相应的实常数相对应，可以根据问题的具体情况进行设置。

三、创建接触对

下面来创建接触对。需要创建两个接触对，分别为两个平板与上下两个圆半球之间可能接触的部位。

为了便于创建接触对，先创建 4 个组件，分别包含上下平板与球之间的两个接触对的可能接触面。图 4中名为 A1、A2、A3 和 A4 的四个不同颜色

的 Component 分别为相应的四个组件：

为了创建接触对时容易选择面，只显示这 4 个 Component 中的 Areas：