ansys接触定义
基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用
基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用一、引言接触问题是工程领域中常见的一个重要问题，它在很多实际应用中都具有关键作用。
接触分析能够帮助工程师设计和改进各种产品和结构，从而提高其性能和寿命，减少故障和事故的发生。
ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，提供了多种接触分析方法和工具，为工程师们解决接触问题提供了便利。
本文将重点介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法和其在工程中的应用。
二、接触问题的分析方法接触问题的分析方法主要包括两种：解析方法和数值模拟方法。
解析方法基于一系列假设和理论分析，能够给出理论解析解，但局限于简单的几何形状和边界条件。
数值模拟方法通过建立几何模型和边界条件，利用数值计算的方法求解接触过程的力学行为和变形情况，可以适用于复杂的几何形状和边界条件。
ANSYS软件采用的是数值模拟方法，它基于有限元法和多体动力学原理，可以使用接触元素来建立模型，模拟接触过程中的相互作用，得到接触点的应力、应变以及变形信息，从而分析接触的性能和行为。
接下来将介绍ANSYS软件中的接触分析方法和其在工程中的应用。
三、接触分析方法1. 接触元素：ANSYS软件提供了多种接触元素供用户选择，包括面接触元素、体接触元素和线接触元素。
用户可以根据具体的接触问题选择合适的接触元素，建立几何模型来模拟接触行为。
2. 接触定义：在ANSYS软件中，用户可以通过定义接触性质、接触参数和接触约束来描述接触问题。
接触性质包括摩擦系数、接触行为模型等；接触参数包括接触初始状态、接触刚度等；接触约束包括接触面间的约束条件等。
3. 接触分析：通过在ANSYS软件中建立模型，定义接触参数和加载条件，进行接触分析，得到接触点的应力、应变和变形信息。
可以通过分析结果来评估接触性能，发现可能存在的问题，并进行改进和优化。
四、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域：在机械工程中，接触问题广泛存在于各种设备和结构中，如轴承、齿轮、支撑结构等。
ANSYS workbench 接触简介
Contact Status Open p
Contact Status Open p
Penetration
Gap
Penetration
Gap
Closed 法向拉格朗日法
3-8
Closed 罚函数法
Penetration
Workbench Mechanical - Introduction to Contact
积分点探测
节点探测
3-9
Workbench Mechanical - Introduction to Contact
... 接触公式
Training Manual
• 对于特定的“绑定”和“不分离”两个面间的接触类型,可用多点约束 (MPC) 算法.
– MPC 内部添加约束方程来“联结”接触面间的位移 – 这种方法不基于罚函数法或Lagrange乘子法 .它是直接有效的关联绑定接触面 方式。 – MPC算法基础的绑定接触也支持大变形效应
– “N “Normal lL Lagrange” ” 法是因为拉格朗日乘子公式用于法线方向而罚函 数 方法用于切线方向而得名的.
3-12
Workbench Mechanical - Introduction to Contact
… 公式对比
Training Manual
• 下表列出不同接触算法的比较，用“+”表优势，“-”表劣势:
F
当接触协调性不被强制时会发生渗透.
Contact
Target
F
3-4
Workbench Mechanical - Introduction to Contact
B. 接触公式
• 对非线性接触实体表面, 可使用罚函数或增强拉格朗日公式:
ansys接触类型有哪些？
在ANSYS 中，接触类型通常用于描述不同部件之间的接触行为，包括当一个实体与另一个实体接触时，它们之间如何相互作用和传递力或热量。
以下是一些ANSYS 中常见的接触类型：
1. 结合接触（Bonded Contact）：
- 结合接触是指两个实体被假定为始终保持接触，不会相对滑动。
这种接触类型适用于需要模拟两个实体完全粘合在一起的情况。
2. 无摩擦滑动接触（Frictionless Contact）：
- 无摩擦滑动接触假定两个实体之间可以相对滑动，但不存在摩擦力。
这种接触类型适用于需要考虑零摩擦情况下的接触行为。
3. 有摩擦滑动接触（Frictional Contact）：
- 有摩擦滑动接触考虑到摩擦力的影响，实体之间可以相对滑动，并考虑了摩擦系数的影响。
这种接触类型适用于需要考虑摩擦力的情况。
4. 接触对接触（Contact Pair）：
- 接触对接触允许您定义两个接触表面之间的接触，其
中一个表面可以与多个其它表面接触。
这种接触类型适用于多对一接触关系的情况。
5. 弹簧接触（Spring Contact）：
- 弹簧接触模型允许在接触区域内施加等效弹簧刚度，可用于对接触区域内的弹性行为进行建模。
6. 非接触接触（No Separation Contact）：
- 非接触接触用于一开始就排除两个实体之间的接触。
以上是一些在ANSYS 中常见的接触类型，您可以根据具体的仿真模型和需要考虑的接触行为来选择适当的接触类型，并进行相关的接触分析。
《2024年基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》范文
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展，接触问题在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
ANSYS软件作为一种强大的工程仿真工具，被广泛应用于解决各种复杂的工程问题，包括接触问题。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析，并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题基本理论接触问题是一种高度非线性问题，涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用。
在ANSYS软件中，接触问题主要通过定义接触对、设置接触面属性、设定接触压力等参数进行模拟。
2. ANSYS软件中接触问题的分析步骤（1）建立模型：根据实际问题，建立相应的几何模型和有限元模型。
（2）定义接触对：在ANSYS软件中，需要定义主从面以及相应的接触类型（如面-面接触、点-面接触等）。
（3）设置接触面属性：根据实际情况，设置接触面的摩擦系数、粘性等属性。
（4）设定载荷和约束：根据实际情况，设定载荷和约束条件。
（5）求解分析：进行求解分析，得到接触问题的解。
3. 接触问题分析的难点与挑战接触问题分析的难点主要在于高度的非线性和不确定性。
此外，还需要考虑多种因素，如接触面的摩擦、粘性、温度等。
这些因素使得接触问题分析变得复杂且具有挑战性。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程中的应用在机械工程中，ANSYS软件被广泛应用于解决各种接触问题。
例如，在齿轮传动、轴承、连接件等部件的设计和优化中，ANSYS软件可以模拟出部件之间的接触力和应力分布，为设计和优化提供有力支持。
2. 土木工程中的应用在土木工程中，ANSYS软件可以用于模拟土与结构之间的接触问题。
例如，在桥梁、大坝、建筑等结构的分析和设计中，ANSYS软件可以模拟出结构与土之间的相互作用力，为结构的设计和稳定性分析提供依据。
3. 汽车工程中的应用在汽车工程中，ANSYS软件被广泛应用于模拟汽车零部件之间的接触问题。
（完整版）ANSYS—接触单元说明
（完整版）ANSYS—接触单元说明参考ANSYS的中⽂帮助⽂件接触问题（参考ANSYS的中⽂帮助⽂件）当两个分离的表⾯互相碰触并共切时，就称它们牌接触状态。
在⼀般的物理意义中，牌接触状态的表⾯有下列特点：1、不互相渗透；2、能够互相传递法向压⼒和切向摩擦⼒；3、通常不传递法向拉⼒。
接触分类：刚性体－柔性体、柔性体－柔性体实际接触体相互不穿透，因此，程序必须在这两个⾯间建⽴⼀种关系，防⽌它们在有限元分析中相互穿过。
――罚函数法。
接触刚度――lagrange乘⼦法，增加⼀个附加⾃由度（接触压⼒），来满⾜不穿透条件――将罚函数法和lagrange乘⼦法结合起来，称之为增⼴lagrange法。
三种接触单元：节点对节点、节点对⾯、⾯对⾯。
接触单元的实常数和单元选项设置：FKN：法向接触刚度。
这个值应该⾜够⼤，使接触穿透量⼩；同时也应该⾜够⼩，使问题没有病态矩阵。
FKN值通常在0.1~10之间，对于体积变形问题，⽤值1.0（默认），对弯曲问题，⽤值0.1。
FTOLN：最⼤穿透容差。
穿透超过此值将尝试新的迭代。
这是⼀个与接触单元下⾯的实体单元深度（h）相乘的⽐例系数，缺省为0.1。
此值太⼩，会引起收敛困难。
ICONT：初始接触调整带。
它能⽤于围绕⽬标⾯给出⼀个“调整带”，调整带内任何接触点都被移到⽬标⾯上；如果不给出ICONT值，ANSYS根据模型的⼤⼩提供⼀个较⼩的默认值（＜0.03＝PINB：指定近区域接触范围（球形区）。
当⽬标单元进⼊pinball区时，认为它处于近区域接触，pinball区是围绕接触单元接触检测点的圆（⼆维）或球（三维）。
可以⽤实常数PINB调整球形区（此⽅法⽤于初始穿透⼤的问题是必要的）PMIN和PMAX：初始容许穿透容差。
这两个参数指定初始穿透范围，ANSYS 把整个⽬标⾯（连同变形体）移到到由PMIN和PMAX指定的穿透范围内，⽽使其成为闭合接触的初始状态。
初始调整是⼀个迭代过程，ANSYS最多使⽤20个迭代步把⽬标⾯调整到PMIN和PMAX范围内，如果⽆法完成，给出警告，可能需要修改⼏何模型。
最新ANSYS 中使用接触向导定义多个接触对详细实例(图文)资料
ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对在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。
ANSYS接触分析中,目标面和接触面分别是怎么样定义的？
ANSYS接触分析中,目标面和接触面分别是怎么样定义的？
contact surface 和target surface 选择的基本原则.
（contact surface -接触面,target surface -目标面）
1.凸面对凹面/平面.
应该把凸面定义为contact surface.
2.好网格面对粗糙网格面
如果两个接触面,一个网格比较细,一个网格相对比较粗糙,则网格好的面应该定义为contact surface.
这个反过来理如果你打算把某个面定义为contact surface,你应该把这个面的网格划分的细致一点.
3.软面对硬面
两个接触面,一个相对比较硬,一相对比较软,则软的那个应该定义为contact surface.
4.高阶单元对低阶单元.
我们知道,接触单元实际上是覆盖在要接触的两个实体或者shell单元表面的一层surface 单元.
如果两个接触面,其中一个所依附的实体/shell单元是高阶的,另外一个是低阶的,则应该把高阶的那个实体对应的接触面定义为contact surface.
5.两个接触面中,如果一个面明显比另外一个面大,譬如一个面包围了另外一个面,大面应该定义为Target surface.
以上几个基本原则,有时在选择的时候,是相悖的,要根据实际情况具体问题具体分析.。
ansys接触定义
1概述接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。
接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
一般的接触分类接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触，半柔体─柔体的接触。
（1）刚-柔接触在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触。
（2）柔-柔接触柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。
2ANSYS接触能力ANSYS支持三种接触方式：点─点，点─面，平面─面，每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。
为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。
如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，例如梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层单元，至于ANSYS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。
2.1点─点接触单元点─点接触单元主要用于模拟点─点的接触行为，为了使用点─点的接触单元，你需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下）如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度（转动）保持小量，那么可以用点─点的接触单元来求解面─面的接触问题，过盈装配问题是一个用点─点的接触单元来模拟面─面的接触问题的典型例子。
ANSYSWorkbench常用接触属性及选项设置方法介绍
ANSYSWorkbench常⽤接触属性及选项设置⽅法介绍在之前发布的ANSYS Workbench定义部件接触关系的三种⽅式⼀⽂中，已经向读者介绍了在ANSYS Workbench中指定接触关系的三种⽅法。
⽆论采⽤此⽂中何种⽅式创建接触关系，都会在Project树的Connection分⽀下建⽴⼀个Contacts分⽀，在Contacts分⽀下列出具体的接触对分⽀Contact Region。
对于每⼀个Contact Region分⽀，需要在其Details中设置相关的属性选项如下图所⽰。
常⽤的接触属性包括⽬标⾯和接触⾯设置、Type(接触类型)、Behavior(⾏为)、Formulation(算法)、Normal Stiffness(法向刚度)、Pinball Region(接触影响范围)等。
下⾯对这些接触属性或选项的意义进⾏讲解。
(1)接触⾯与⽬标⾯对于⾃动创建的接触⽆需再指定接触⾯和⽬标⾯，⽽对于⼿⼯创建的接触，在其Details列表中的Contact和Target区域中需要分别选择要创建接触关系的两侧部件的表⾯，并分别点Apply确认。
(2)接触类型属性接触的类型通过Type选项来指定，⽬前常见的接触类型有bonded(绑定)、No Separation(法向不分离)、Frictionless(光滑)、Frictional(有摩擦)、Rough(粗糙)等。
这些可以在Type选项中进⾏指定，其中后⾯三种类型属于⾮线性接触类型。
(3)接触⾏为属性接触⾏为可通过Behavior进⾏设置，主要是Asymmetric(⾮对称接触)、Symmetric(对称接触)、Automatic Asymmetric(⾃动⾮对称接触)。
⼀个Contact Region包含⼀个⽬标⾯和⼀个接触⾯，如果接触界⾯的两侧互为接触⾯和⽬标⾯，即所谓接触是对称的，否则是⾮对称的。
(4)接触的算法接触的算法通过Formulation选项设置，可选择的算法包括Augmented Lagrange、PurePenalty、MPC、Normal Lagrange等，对于连接多个部件的装配体接触⼀般多采⽤MPC算法。
ansys接触设置、施加载荷、后处理有限元原理
ansys接触设置、施加载荷、后处理有限元
原理
有限元分析是现代工程设计中必不可少的工具，而在有限元分析软件中，ANSYS更是被广泛使用。
在进行ANSYS分析时，接触设置、施加载荷和后处理是三个非常重要的环节，下面我们来进行一些介绍：
1、接触设置：
接触是指两个物体表面之间的接触，包括摩擦和各种变形。
在ANSYS中，接触问题的处理是非常复杂的。
一般通过指定接触面和接触类型等参数来进行接触分析。
同时，还可以通过设置接触初始距离、接触材料和接触力等参数来精确模拟接触情况，从而得出精确的分析结果。
2、施加载荷：
在进行有限元分析时，施加载荷是必不可少的。
在ANSYS中，可以通过多种方式来施加载荷，比如输入位移、力、压力、温度等等。
同时，在施加载荷时需要考虑不同类型的加载方式，比如静载、动载和瞬态载荷等等。
为了得到准确的分析结果，需要根据实际情况选择合适的加载方式进行分析。
3、后处理：
有限元分析并不是最终的目标，最终的目标是得出准确的分析结果。
然而，对于大多数工程师来说，如何准确分析和解释计算结果是非常困难的。
因此，ANSYS提供了强大的后处理功能，可以对分析结果进行可视化处理和分析。
例如，绘制应力云图、变形云图和动态图等来展现分析结果，并进一步分析数据以得到更准确的结果。
总之，ANSYS是一种非常强大的有限元分析软件，然而，要想得到准确的结果，需要进行准确的接触设置、施加载荷和后处理等细节工作。
因此，在进行ANSYS分析时，需要根据实际情况选择合适的模型和参数，并进行合理的分析处理，以得到更加精确的结果。
ANSYS 中使用接触向导定义多个接触对详细实例(图文)
ANSYS中如何使用接触向导定义接触对在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.即接触本文将化。
图6mm一、1.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：器(在创置。
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：然后创建接触对。
在接触向导窗口中，点击左上角第一个按钮“ContactWizard”：。
然后点击选择上半球的4个小球面作为“目标面”：对话框变为选择“接触面”，在其中，将ContactSurface设置为Areas；ContactElementType 设置为Surface-to-Surface。
然后点击“PickContact…”按钮选择接触面：点击Next，对话框变为如下形式：1.系数。
或者，还可以在材料ID中输入一个未定义过的材料编号，程序会自动创建新的材料编号，并定义摩擦系数值。
ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对 (续2)
ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对(续2)2013-10-07 08:21:54| 分类：默认分类 | 标签：ansys 接触管理器接触向导使用示例|字号订阅各个标签中的内容与相应接触单元的关键选项和实常数相对应，这里不详细叙述，可以分别参看相应的资料。
这里直接点击 OK，回到接触向导的界面：在其中点击 Create 按钮，创建接触对。
如果成功创建了接触对，会出现如下提示，说明该接触对的实常数的 ID 号：在其中，点击 Finish 按钮，完成接触对的创建，回到接触管理器对话框，并会显示所创建的接触对：如果接触对创建不成功，也会出现一个提示信息，表示接触对创建不成功，这时则需要坚持接触对的创建过程，找出问题、进行修改后再次创建该接触对。
成功创建接触对之后，首先应该检查一下接触对的情况，特别是接触单元和目标单元的法线方向是否正确。
不要退出接触管理器，选中新创建的接触对，点击 Plot Element 按钮，显示接触单元和目标单元如下：如果先点击 Show Normals 按钮，再点击Plot Element 按钮，在显示接触单元和目标单元时会同时显示单元的法线：接触单元和目标单元正确的法线方向应该是相对的。
假如发现接触单元和/或目标单元的法线方向不对，则需要进行修改。
假设有如下图情况，接触单元 (平板底面处) 的法线方向不对，需要进行修改：为修改接触单元的法线方向，先单独显示接触单元，然后在其中点击 Flip Normals on Elements：在弹出的拾取框中点击 Pick All > OK，则所有 (接触单元) 的法线方向被颠倒，与目标单元的法线方向相对：至此，第一个接触对定义结束。
接下来，不要退出接触管理器，定义下半球与下面平板之间的接触。
为了定义第二个接触对，先调出与下半球和下面平板有关的组件 A3 和 A4，并显示 Areas 如下：然后按照和上面相同的方法定义第二个接触对：由上图可见，接触单元和目标单元的法线方向互相指向对方，是正确的。
ANSYS中使用接触向导定义多个接触对详细实例(图文)
ANSYS 中如何使用接触向导定义接触对在 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。
ANSYS接触类型分析
ANSYS接触类型分析ANSYS接触类型分析是指通过使用ANSYS软件进行接触问题的模拟和分析。
接触问题是工程和科学中一个非常重要的领域，包括各种材料之间的接触和摩擦现象。
接触类型分析可以用于研究材料之间的接触压力、接触应力、接触面形变等现象，对设计和优化接触表面的摩擦和力学性能具有重要意义。
在ANSYS中，接触类型分析可以通过以下几个步骤进行：1.几何建模：首先需要对接触系统进行几何建模。
这包括对接触物体的几何形状进行建模，并确定接触点的位置和接触面的形状。
在ANSYS中可以使用3D建模工具进行几何建模。
2.材料定义：接下来需要为接触物体定义其材料属性。
材料属性包括弹性模量、泊松比等力学特性。
在ANSYS中可以通过材料库或自定义材料参数来定义材料属性。
3.网格划分：在进行接触类型分析之前，需要对几何模型进行网格划分。
网格划分对接触分析结果的准确性和计算效率有很大影响。
ANSYS提供了不同类型和密度的网格生成工具，并根据需要选择适当的网格划分方法。
4.接触定义：在ANSYS中，可以通过多种方式定义接触类型。
最常用的是基于节点间的接触定义，即定义接触区域和接触材料的属性。
可以选择不同的接触模型，如无限平面接触、接触解脱接触等，以满足不同的接触问题需求。
5.边界条件：在进行接触类型分析时，需要定义适当的边界条件。
边界条件可以包括施加的力、位移限制等。
在ANSYS中，可以通过施加边界条件来模拟不同的工况和载荷情况。
6.求解器设置：在进行接触类型分析之前，需要选择合适的求解器，并设置相应的求解参数。
ANSYS提供了多种求解器选项，可以根据需要选择合适的求解器。
7.后处理：当接触类型分析计算完成后，可以进行后处理，包括结果的可视化、提取关键数据和分析结果。
ANSYS提供了丰富的后处理工具来分析和展示接触分析结果。
除了基本的接触类型分析，ANSYS还提供了一些高级功能和扩展模块，以满足复杂接触问题的模拟和分析需求。
ansys接触规则
ansys接触规则在ANSYS中进行接触分析时，接触面和目标面的定义规则以及接触算法对于模型的收敛效率具有重要意义。
以下是一些接触规则和设置建议：1. 接触面和目标面的定义：-接触面：在接触分析中，接触面是指可能会与其他物体接触的表面。
接触面不能穿透到目标面，而目标面可以穿透到接触面之中。
-目标面：目标面是与接触面相互作用的表面。
在接触分析中，需要确定哪个表面是刚体，哪个是柔性体。
2. 接触对定义：-刚-柔接触分析：将刚体定义为目标面，柔性体定义为接触面。
-柔-柔接触分析：-凸面对凹面（或平面）：凸面定义为接触面。
-精细网格对粗糙网格：精细网格定义为接触面。
-软硬不同的材料接触：软的定义为接触面。
-高阶单元对低阶单元：高阶单元面定义为接触面。
-一个面大于另外一个面：小面定义为接触面。
3. 接触算法：-罚函数法：通过接触刚度在接触力与接触面间的穿透值（接触位移）间建立力与位移的线性关系。
接触刚度越大，穿透就越小。
但接触刚度不可能为无穷大，因此会产生虚假穿透。
-拉格朗日乘子法：在法向方向上实现接触力的传递和两接触面间无穿透。
这种算法需要计算法向和切向刚度矩阵。
4. 接触设置：-在ANSYS中，可以通过“Preprocessor/LS-DYNA Options/Contact/Define Contact”菜单来定义接触对。
-接触算法选择：罚函数法和拉格朗日乘子法。
根据具体问题选择合适的算法。
-接触检测点的位置：设置接触检测点以检测接触和分离状态。
5. 接触非线性算法：-完全罚函数法：计算时需要提供法向和切向刚度矩阵。
完全罚函数的主要缺点是两个接触面之间的穿透量取决于这个刚度矩阵。
过高的刚度值会减小穿透总量，但会使刚度矩阵成为病态。
遵循这些接触规则和设置，有助于在ANSYS中进行接触分析时提高模型收敛效率。
ansys接触原则
ansys接触原则：
ANSYS的接触原则主要包括以下几个方面：
1.接触类型选择：ANSYS提供了多种接触类型，如绑定（Bonded）、不分离（No
Separation）、无摩擦（Frictionless）和无穷粗糙（Rough）等。
选择合适的接触类型对于模拟结果的准确性和收敛性至关重要。
2.接触面和目标面选择：在定义接触时，需要选择接触面和目标面。
通常，接触面是
指与目标面接触的表面，而目标面则是与接触面相互作用的面。
确保选择的接触面和目标面匹配是获得准确结果的重要步骤。
3.接触刚度和阻尼：在ANSYS中，可以通过设置接触刚度和阻尼来模拟接触行为。
接
触刚度决定了接触面的刚性，而阻尼则用于控制能量的吸收和耗散。
选择合适的刚度和阻尼参数对于获得准确的模拟结果至关重要。
4.接触算法选择：ANSYS提供了多种接触算法，如罚函数法、拉格朗日乘子法和增广
拉格朗日法等。
选择合适的算法对于确保模拟结果的准确性和收敛性至关重要。
5.初始条件和边界条件：在定义接触时，需要考虑初始条件和边界条件。
初始条件是
指接触状态在开始时的状态，而边界条件则用于限制模拟的边界条件。
确保初始条件和边界条件的正确设置对于获得准确的模拟结果至关重要。
《2024年基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》范文
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展，接触问题在各种工程领域中变得越来越重要。
ANSYS软件作为一款强大的工程仿真软件，其在接触问题上的分析和处理能力得到了广泛应用。
本文将介绍基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。
二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题基本理论接触问题是一种典型的非线性问题，涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用。
在ANSYS中，接触问题主要通过定义接触对、设置接触面参数、定义接触刚度等方式进行模拟。
2. ANSYS软件接触问题处理流程（1）建立模型：在ANSYS中建立涉及接触问题的物理模型。
（2）定义材料属性：设置模型中各部分的材料属性，包括弹性模量、密度、泊松比等。
（3）划分网格：对模型进行网格划分，以便更好地进行后续的数值分析和计算。
（4）定义接触对：根据实际需求，定义接触对，并设置相应的接触面参数。
（5）求解设置：设置求解器、求解参数等。
（6）结果分析：对求解结果进行分析，包括应力分布、位移变化等。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域在机械工程领域，ANSYS软件被广泛应用于分析各种机械零件的接触问题。
例如，齿轮传动中齿轮与齿轮之间的接触问题、轴承中滚动体与内外圈的接触问题等。
通过ANSYS软件的分析，可以有效地预测机械零件的应力分布、疲劳寿命等，为机械产品的设计和优化提供有力支持。
2. 土木工程领域在土木工程领域，ANSYS软件被广泛应用于分析土与结构之间的接触问题。
例如，桥梁、大坝等结构物与地基之间的相互作用、地震作用下建筑结构的动力响应等。
通过ANSYS软件的分析，可以有效地评估结构的稳定性和安全性，为土木工程的设计和施工提供有力支持。
3. 汽车工程领域在汽车工程领域，ANSYS软件被广泛应用于分析汽车零部件的接触问题。
例如，汽车发动机的缸体与缸盖之间的密封问题、汽车轮胎与地面的摩擦问题等。
ansys 标准接触
ansys 标准接触在ANSYS中，标准接触是一种常见的工程分析问题，它涉及到不同部件之间的接触行为和力学特性。
在进行ANSYS标准接触分析时，需要考虑到接触面的摩擦、接触压力、接触面变形等因素，以确保系统的稳定性和可靠性。
首先，要进行ANSYS标准接触分析，需要定义接触对。
接触对是指两个部件之间的接触关系，可以是零件与零件之间的接触，也可以是零件与固定边界之间的接触。
在定义接触对时，需要考虑到接触面的几何形状、材料属性、摩擦系数等参数，这些参数将直接影响到接触行为和力学特性。
其次，需要设定接触条件。
接触条件包括接触类型、接触行为、接触状态等，这些条件将决定接触对之间的力学行为。
在ANSYS中，可以选择不同的接触类型，如无摩擦接触、摩擦接触等，根据实际情况进行设定。
同时，还需要考虑到接触对之间的接触行为，如是否允许分离、是否考虑接触面变形等，这些条件将对系统的响应产生重要影响。
接着，进行接触分析。
在进行接触分析时，需要考虑到接触对之间的接触压力、接触面变形、摩擦力等因素。
通过对接触对之间的力学行为进行分析，可以得到接触面的接触压力分布、摩擦力大小、接触面的接触状态等信息，这些信息将为系统的设计和优化提供重要参考。
最后，进行结果评定。
在得到接触分析的结果后，需要对结果进行评定，判断系统的稳定性和可靠性。
通过对接触压力分布、摩擦力大小、接触状态等信息进行分析，可以评定系统是否存在接触失效、摩擦失效等问题，为系统的改进和优化提供参考依据。
总之，在进行ANSYS标准接触分析时，需要充分考虑接触对的定义、接触条件的设定、接触分析的进行以及结果的评定，以确保系统的稳定性和可靠性。
通过对接触行为和力学特性的分析，可以为系统的设计和优化提供重要参考，提高系统的性能和可靠性。
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1概述接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。
接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
一般的接触分类接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触，半柔体─柔体的接触。
（1）刚-柔接触在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触。
（2）柔-柔接触柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。
2ANSYS接触能力ANSYS支持三种接触方式：点─点，点─面，平面─面，每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。
为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。
如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元，例如梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层单元，至于ANSYS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。
2.1点─点接触单元点─点接触单元主要用于模拟点─点的接触行为，为了使用点─点的接触单元，你需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下）如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面挠度（转动）保持小量，那么可以用点─点的接触单元来求解面─面的接触问题，过盈装配问题是一个用点─点的接触单元来模拟面─面的接触问题的典型例子。
点─面接触单元主要用于给点─面的接触行为建模，例如两根梁的相互接触。
如果通过一组结点来定义接触面，生成多个单元，那么可以通过点─面的接触单元来模拟面─面的接触问题，面即可以是刚性体也可以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是插头到插座里。
使用这类接触单元，不需要预先知道确切的接触位置，接触面之间也不需要保持一致的网格，并且允许有大的变形和大的相对滑动。
Contact48和Contact49都是点─面的接触单元，Contact26用来模拟柔性点─刚性面的接触，对有不连续的刚性面的问题，不推荐采用Contact26因为可能导致接触的丢失，在这种情况下，Contact48通过使用伪单元算法能提供较好的建模能力。
2.3面─面的接触单元ANSYS支持刚体─柔体的面─面的接触单元，刚性面被当作“目标”面，分别用Targe169和Targe170来模拟2─D和3—D的“目标”面，柔性体的表面被当作“接触”面，用Conta171,Conta172,Conta173,Conta174来模拟。
一个目标单元和一个接单元叫作一个“接触对”程序通过一个共享的实常号来识别“接触对”，为了建立一个“接触对”给目标单元和接触单元指定相同的实常的号。
与点─面接触单元相比，面─面接触单元有好几项优点（1）支持低阶和高阶单元；（2）支持有大滑动和摩擦的大变形，协调刚度阵计算，单元提法不对称刚度阵的选项；（3）提供工程目的采用的更好的接触结果，例如法向压力和摩擦应力；（4）没有刚体表面形状的限制，刚体表面的光滑性不是必须允许有自然的或网格离散引起的表面不连续；（5）与点─面接触单元比，需要较多的接触单元，因而造成需要较小的磁盘空间和CPU 时间；（6）允许多种建模控制，例如：绑定接触、渐变初始渗透、目标面自动移动到补始接触、平移接触面（老虎梁和单元的厚度）、支持死活单元。
使用这些单元，能模拟直线（面）和曲线（面），通常用简单的几何形状例如圆、抛物线、球、圆锥、圆柱采模拟曲面，更复杂的刚体形状能使用特殊的前处理技巧来建模。
3执行接触分析不同的接触分析类型有不同的过程，下面分别讨论。
在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面而把另一个作为“接触”面，对刚体─柔体的接触，“目标”面总是刚性的，“接触”面总是柔性面，这两个面合起来叫作“接触对”使用Targe169和Conta171或Conta172来定义2-D接触对，使用Targe170和Conta173或Conta174来定义3-D接触对，程序通过相同的实常收号来识别“接触对”。
接触分析的步骤：执行一个典型的面─面接触分析的基本步骤列示如下：（1）建立模型，并划分网格（2）识别接触对（3）定义刚性目标面（4）定义柔性接触面（5）设置单元关键字和实常的（6）定义／控制刚性目标面的运动（7）给定必须的边界条件（8）定义求解选项和载荷步（9）求解接触问题（10）查看结果步骤一：建立模型，并划分网格在这一步中，你需要建立代表接触体几何形状的实体模型。
与其它分析过程一样，设置单元类型，实常，材料特性。
用恰当的单元类型给接触体划分网格。
命令：AMESH、VMESHGUI：Main Menu>Preprocessor>mesh>Mapped>3 or4 Sided MainMenu>Pneprocessor>mesh>mapped>4 or 6 sided步骤二：识别接触对你必须认识到，模型在变形期间哪些地方可能发生接触，一是你已经识别出潜在的接触面，你应该通过目标单元和接触单元来定义它们，目标和接触单元跟踪变形阶段的运动，构成一个接触对的目标单元和接触单元通过共享的实常号联系起来。
接触环（区域）可以任意定义，然而为了更有效的进行计算（主要指CPU时间）你可能想定义更小的局部化的接触环，但能保证它足以描述所需要的接触行为，不同的接触对必须通过不同的实常数号来定义（即使实常数号没有变化）。
由于几何模型和潜在变形的多样形，有时候一个接触面的同一区域可能和多个目标面产生接触关系。
在这种情况下，应该定义多个接触对（使用多组覆盖层接触单元）。
每个接触对有不同的实常数号步骤三：定义刚性目标面刚性目标面可能是2—D的或3─D的。
在2—D情况下，刚性目标面的形状可以通过一系列直线、圆弧和抛物线来描述，所有这些都可以用TAPGE169来表示。
另外，可以使用它们的任意组合来描述复杂的目标面在3—D情况下，目标面的形状可以通过三角面、圆柱面、圆锥面和球面来推述，所有这些都可以用TAPGE170来表示，对于一个复杂的，任意形状的目标面，应该使用三角面来给它建模控制结点（Pilot）刚性目标面可能会和“pilot结点”联系起来，它实际上是一个只有一个结点的单元，通过这个结点的运动可以控制整个目标面的运动，因此可以把pilot结点作为刚性目标的控制器。
整个目标面的受力和转动情况可以通过pilot结点表示出来，“pilot结点”可能是目标单元中的一个结点，也可能是一个任意位置的结点，只有当需要转动或力矩载荷时，“pilot结点”的位置才是重要的，如果你定义了“pilot 结点”ANSYS程序只在“pilot结点”上检查边界条件，而忽略其它结点上的任何约束。
对于圆、圆柱、圆锥、和球的基本图段，ANSYS总是使用一个结点作为“pilot结点”。
基本原型你能够使用基本几形状来模拟目标面，例如：“圆、圆柱、圆锥、球。
直线、抛物线、弧线、和三角形不被允许、虽然你不能把这些基本原型彼此合在一起，或者是把它们和其它的目标形状合在一起以便形成一个同一实常数号的复杂目标面。
但你可以给每个基本原型指定它自己的实常的号。
单元类型和实常数在生成目标单元之前，首先必须定义单元类型（TARG169或TARG170）。
命令：ETGUI:main menu>preprocessor>Element Type> Add/Edit/Delete随后必须设置目标单元的实常数。
命令:RealGUI:main menn>preprocessor>real constants对TARGE169和TARGE170仅需设置实常数R1和R2，而只有在使用直接生成法建立目标单元时，才需要从为指定实常数R1、R2，另外除了直接生成法，你也可以使用ANSYS网格划分工具生成目标单元，下面解释这两种方法。
使用直接生成法建立刚性目标单元为了直接生成目标单元，使用下面的命令和菜单路径。
命令：TSHAPGUI：main menu>preprocessor>modeling-create>Elements>Elem Attributes随后指定单元形状，可能的形状有：· straight line (2D) · parabola(2-D) · clockwise arc(2-D) · counterclokwise arc (2-D) · circle(2-D) Triangle (3-D) · Cylinder (3-D) · Cone (3-D) · Sphere (3-D) · Pilot node (2-D和3-D)一旦你指定目标单元形状，所有以后生成的单元都将保持这个形状，除非你指定另外一种形状。
然后你就可以使用标准的ANSYS直接生成技术生成结点和单元。
命令：N、EGUI：main menu>pnoprocessor> modeling- create> nodesmain menu>pnoprocessor> modeling- create>Elements在建立单元之后，你可以通过列示单元来验证单元形状命令：ELISTGUI：utility menu>list>Elements>Nodes+Attributes使用ANSYS网格划分工具生成刚性目标单元你也可以使用标准的ANSYS网格划分功能让程序自动地生成目标单元，ANSYS程序将会以实体模型为基础生成合适的目标单元形状而忽略TSHAP命令的选项。
为了生成一个“PILOT结点”使用下面的命令或GUI路径：命令：KmeshGUI：main menu>proprocessor>meshing-mesh>keypoints注意：KMESH总是生成“PILOT结点”为了生成一个2─D目标单元，使用下面的命令和GUI路径：ANSYS在每条直线上生成一条单一的线，在样条曲线上生成抛物线部分，在每条圆弧和倒角上生成圆弧部分，如果所有的圆弧形成一个封闭的圆，ANSYS生成一个单一的圆段。