ansys-workbench-接触的总结
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与Workbench等软件的联合应用
联合ANSYS WORKBENCH和经典界面进行后处理前面几篇文章已经提到过，ANSYS WORKCENCH主要是为不大懂ANSYS 命令和编程的工程师服务的，而经典界面则适用于初学者和研究人员。
初学者和研究人员是完全不同的两个层次，为什么ANSYS经典界面却同时适合二者呢？实际上，学好ANSYS，关键并非是操作界面，而是要学好有限元。
如果初学者直接从WORKBENCH来学习ANSYS，那么对于有限元就毫无收获，可以说一头雾水。
而如果从经典界面进去，因为涉及到很多与有限元概念密切相关的操作，对于理解有限元很有好处。
只是学到一定程度以后，需要转移到WORKBENCH中进行三维零件的分析和装配体的分析。
而当我们用到一定程度以后，发现WOKRBENCH虽然操作方便，但是的确不容易操作底层。
前面的文章已经说明了如何联合二者进行仿真，以充分使用WOKRNBEHCN对于建模的方便性以及经典界面对于底层的操控性。
这里再举一个例子，说明如何用WOKRBENCH进行建模，而后在经典界面中进行后处理，目的是为研究人员提供参考。
一个两边固定的梁，上面受到分布载荷作用如下图。
该分布载荷随时间而改变，其载荷的时间历程如下曲线，从0-1秒，载荷增加到1Mpa，而后保持1秒钟，接着减小到0Mpa，终止时间是3秒。
为了便于控制，这里对每个载荷步均采用自定义载荷子步的方式，划分为10个载荷子步，见下面的细节视图。
然后进行瞬态隐式动力学分析，得到该梁的位移和von mises应力。
我们现在要知道该梁上某一个应力最大的点，其应力是如何随时间而改变的。
这个任务使用WOKRBENCH很难达到，但是用经典界面则轻而易举，因此我们决定使用经典界面进行后处理。
要使用经典界面后处理，只需要把WORKBENCH中生成的结果文件导入到经典界面中即可。
首先找到WORKBENCH中生成的结果文件如下图所示的路径。
该文件叫file.rst，为了方便，把file.rst拷贝到D盘的根目录下，然后启动ANSYS APDL，即经典界面。
ANSYS高级接触分析
图3-1
• 接触面和目标面确定准则
• 如凸面和平面或凹面接触，应指定平面或凹面为目标 面；
• 如一个面上的网格较粗而另一个面上的网格较细，应 指定粗网格面为目标面；
• 如一个面比另一个面的刚度大，应指定刚度大的面为 目标面；
• 如一个面为高阶单元而另一面为低阶单元，应指定低 阶单元面为目标面；
• 如一个面比另一个面大，应指定大的面为目标面。
• 接触单元就是掩盖在分析模型接触面上 的一层单元。
• 在 ANSYS 中可以承受三种不同的单元 来模拟接触：
•
面一面接触单元；
•
点一面接触单元；
§2 接触单元
• 不同的单元类型具有完全不同的单元特性和分 析过程。
• 1. 面一面接触单元用于任意外形的两个外表接 触
• 不必事先知道接触的准确位置； • 两个面可以具有不同的网格； • 支持大的相对滑动； • 支持大应变和大转动。 • 例如: 面一面接触可以模拟金属成型，如轧制
•
面－面接触单元在面的高斯点处传递压力，这种先进技术使面－面接触
单元具有很多优点：
•
与低阶单元和高阶单元都兼容
•
供给更好的接触结果〔于后处理接触压力和摩擦应力〕
•
可考虑壳和梁的厚度，以及壳的厚度变化
•
半自动接触刚度计算
•
刚性外表由“把握节点 – pilot node”把握
•
热接触特性
•
众多的高级选项来处理简洁问题。
2、摩擦消耗能量，并且是路径相关行为。 为获得较高的精度，时间步长必需很小〔图2-1〕
图2－1
3、ANSYS 中，摩擦承受库仑模型，并有附加选项可 处理简洁的粘着和剪切行为。 库仑法则是宏观模型，表述物体间的等效剪力 FT 不能超过正压力 FN 的一局部： FT <= μ× FN 式中： μ－ 摩擦系数 一旦所受剪力超过 FT，两物体将发生相对滑动。
ansysworkbench接触实例分析
前言WokBench 是众所周知的好东西，以下是自己琢磨的一个小应用，肯定有不对的地方，欢迎指出，便于大家共同提高。
问题描述这是一个塑料小卡扣的例子，主要想使用WorkBench 了解在使用中，塑料件的变形是否足够。
模型是用ProE 制作的，为了简化，只切取了关于变形的部分，如下图：其中蓝色的部分是活动的，只有一个方向的运动，红色的部分是固定的。
大体的尺寸如下，单位是毫米：注意：在模型中，蓝色和红色部件的距离要控制好（这是由ProE 中，模型装配关系决定的），如果太近，软件将自动计算出一个接触区域，但对于这个例子，还需要手动扩大接触区域。
如果距离太远，在手动设置Pinball 类型的接触区域时，Pinball 的半径要设得很大，可能导致无法计算。
请参考上面的尺寸图纸调节两个部件之间的距离。
之后，设置接触面（2、3）：需要将两个部件在运动过程中，会接触的地方一一标出，千万不要加无用的面。
将Pinball Region 设置为Radius 方式（4），并将Radius 设置一个合适的值（5），本例设置了3 毫米（如图，会形成一个蓝色的大圆球），求解的时候软件会使用这个PinBall 自动探测接触。
还需要将接触方式设置为无摩擦的（6）。
最后将接触面计算方式设置为Adjust To Touch（7）。
也可以尝试其他的方式，不过对于这个仅研究红色部件变形的例子就无所谓了。
关于单元格WorkBench 中可以不自行划分单元格（在解算的时候，如果没有手动的设置，软件就会先自动划分），软件帮你自动产生。
如果你的其他设置正确，即便是这个自动的值也能很精确了。
添加分析这个分析用静力学就可以了（1）。
之后要设置Analysis Setting（2）。
将Nuber Of Step 设置为2（3）。
注意：1）蓝色部件在运动的过程中，先压迫红色部件，再逐渐松开，因此必须将这个过程至少分解为至少两个阶段（阶段指“Step”）。
ANSYSWorkbench五种接触类型
ANSYSWorkbench五种接触类型ANSYS Workbench五种接触类型(1) Workbench中提供了以下5种接触类型:Bonded绑定：这是AWE中关于接触的默认设置，如果接触区域被设置为绑定不允许面或线间有相对滑动或分离，可以将此区域看做被连接在一起，因为接触长度/面积是保持不变的所以这种接触可以用作线性求解，如果接触是从数学模型中设定的程序将填充所有的间隙忽略所有的初始渗透。
（无相对位移如同共用节点）No Separation不分离：这种接触方式和绑定类似，它只适用于面，不允许接触区域的面分离但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。
（法向不分离切向可以有小位移）Frictionless无摩擦：这种接触类型代表单边接触，即如果出现分离则法向压力为零，只适用于面接触，因此根据不同的载荷模型间可以出现间隙。
它是非线性求解因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变，假设摩擦系数为零因此允许自由滑动，使用这种接触方式时需注意模型约束的定义防止出现欠约束。
程序会给装配体加上弱弹簧帮助固定模型以得到合理的解。
（法向可分离，但不渗透，切向自由滑动）Rough粗糙的：这种接触方式和无摩擦类似，但表现为完全的摩擦接触即没有相对滑动，只适用于面接触，默认情况下不自动消除间隙。
这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。
（法向可分离，不渗透，切向不滑动）Frictional有摩擦：这种情况下在发生相对滑动前两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力，有点像胶水，模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力作为接触压力的一部分，一旦剪应力超过此值两面将发生相对滑动。
只适用于面接触，摩擦系数可以是任意非负值。
（法向可分离，不渗透，切向滑动，有摩擦力）。
ansys workbench 接触容差类型
ansys workbench 接触容差类型
题目：ANSYS Workbench接触容差类型及其应用
摘要：
ANSYS Workbench是一种用于有限元分析和计算流体力学的强大软件工具。
在工程设计中，接触问题是一种常见的现象，它涉及两个或多个物体之间的接触行为。
接触容差则是描述接触过程中的差异和变形的关键概念之一。
本文将围绕ANSYS Workbench中的接触容差类型展开，分别介绍了经典的接触模型和应用案例，并提供一步一步的解答。
第一节：引言
1.1 背景介绍
1.2 研究目的
第二节：接触容差的概念与分类
2.1 接触容差的定义
2.2 接触容差的分类
第三节：ANSYS Workbench中的经典接触容差类型及其物理意义
3.1 基本接触模型介绍
3.2 定义接触容差
3.3 接触容差的影响因素
3.4 深入理解接触容差的物理意义
第四节：ANSYS Workbench中的接触容差模拟实践4.1 实例一：刚体-刚体接触模拟
4.2 实例二：弹性体-弹性体接触模拟
4.3 实例三：刚体-弹性体接触模拟
4.4 分析与结果讨论
第五节：接触容差模拟的应用案例
5.1 机械设计
5.2 汽车工程
5.3 航空航天工程
第六节：接触容差模拟的局限性与发展趋势
6.1 模拟精度与误差控制
6.2 软件功能的不足与需求
6.3 接触容差模拟技术的发展趋势
第七节：结论
7.1 总结
7.2 展望
关键词：ANSYS Workbench、接触问题、接触容差类型、接触模型、应用案例。
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 Description1 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 constant17 RDVF Radiation view factor18 FWGT Heat distribution weighing factor19 ECC Electric contact conductance20 FHEG Joule dissipation weight factor21 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 slip24 TNOP Maximum allowable tensile contact pressure25 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。
5.3.9 接触设置综合实例[共10页]
![5.3.9 接触设置综合实例[共10页]](https://img.taocdn.com/s3/m/cabc9f6769dc5022abea0018.png)
5.3 状态非线性分析——接触5.3.9 接触设置综合实例通过前面例子的学习，已经了解了WB中接触设置。
下面以一个2D压片弯曲挤压胶片，胶片再承受密封流体压力的例子综合描述接触分析。
本例包含刚柔接触、自接触、密封流体压力。
1．建立2D模型如图5-3-99所示，建立一个含压模板、压片、胶片的2D模型。
由于压片上端为曲线，且压片与胶片均处于相对自由状态，所以很难精确定义压模板和胶片与压片相切的位置，因此压模板距压片有微小间隙，胶片与压片呈过盈状态。
压模板在整个过程中几乎不变形，而且也不是本分析所关注的目标，所以将其定义为刚体；压片在整个过程中存在大的弯曲变形，其结果将表现为首尾相接触，将其材料定义为非线性铝合金；胶片为橡胶件，整个过程中存在大应变，且胶片内部存在自接触可能，将其本构定义为Ogden 3rd Order类型。
压模板，命名tie，刚体压片，命名Surface Body，材料本构为非线性铝合金胶片，命名rub，材料本构为Ogden 3rd Order图5-3-99 2D模型2．2D模型及材料设置调用WB默认材料库内的非线性铝合金（General Non-linear Materials→Aluminum Alloy NL），新增一个材料，命名为rub，本构选择Hyperelastic→Ogden 3rd Order，9个参数分别为：MU1=0.043438MPa，A1=1.3，MU2=8.274E−5MPa，A2=5，MU3=−0.0006895MPa，A3=−2，D1=0.029MPa^−1，D2=0MPa^−1，D3=0MPa^−1。
在Geometry→2D Behavior处定义为Plane Stress（平面应力），如图5-3-100所示。
– 435 –第5章 非线性静力学分析– 436 – 3．Virtual Topology （虚拟拓扑）设置虚拟拓扑一般用于合并几个不同平面，使其保证为一个有限元拓扑模型，除此之外，还可用于分割模型。
ansysworkbench总结
ansysworkbench总结Workbench 总结1.CAD建模⼏个重要的概念与功能（1）PART 多体部件体from new part和布尔操纵体的区别，Part内部⽆接触，可定义不同材料（2）Active和Freeze冻结体（3）Slice功能与Freeze的配合使⽤（4）抑制体的使⽤suppress（5）⾯印记Imprint Face的功能（6）概念建模：产⽣⾯体（7）要在CAD or DM中使⽤Use CAD or DM to:–Simplify the geometry–Merge small edges–Merge the faces in order to reduce the number of faces–Avoid narrow faces–Keep volume gaps only where important–Decompose the geometry–Remove unnecessary geometries–Add geometries–Repair the geometry2.⽹格划分技巧：Strategies to Improve Mesh Quality策略–CAD Cleanup清理–Virtual Topology拓扑–Pinch Controls微量控制–Sensible Mesh Sizing and Inflation Settings⽹格⼤⼩控制和膨胀设置–General Recommendations ⼀般建议–Mesh Quality Metrics in ANSYS Meshing⽹格质量检查–Skewness 偏斜–Aspect Ratio纵横⽐–Worst Element最差单元Mesh metrics available in ANSYSMeshing include:–Element Quality–Aspect Ratio–Jacob Ration–Warping Factor–Parallel Deviation–Maximum Corner Angle–Skewness1⽹格质量检查Two methods for determining skewness:1.Based on the Equilateral Volume deviation:Skewness =Applies only to triangles and tetrahedronDefault method for tris and tets偏斜=（正四⾯体-- 实际四⾯体）/ 正四⾯体2.Based on the deviation from a Normalized Angle deviation:Skewness =Where θe is the equiangular face/cell (60 for tets and tris, and 90 for quads and hexas) Applies to all cell and face shapes 单元和⾯Used for prisms and pyramids 棱柱和棱锥–skewness–For Hexa, Tri and Quad: it should be less than 0.8–For tetrahedra: it should be less than 0.9Aspect Ratio纵横⽐（1）A spect for generic triangles and quads is a function of the ratio of longest side to the shortest side of the reconstructed quadrangles (see User Guide for details) （2）E qual to 1 (ideal) for an equilateral triangle or a squareFor Aspect Ratio:–It should be less than 40, but this depends onthe flow characteristics–More than 50 may be tolerated at the inflation layers Worst Element最差单元For Aspect Ratio:–It should be less than 40, but this depends onthe flow characteristics–More than 50 may be tolerated at the inflation layers ?For Cell Size Change:It should be between 1 and 2.2策略Model中的Virtual Topology 的功能：合并。
ansys 接触分析详解
ansys 接触分析详解ansys是一种广泛使用的有限元分析软件，可用于许多工程领域，包括接触问题的解决。
接触分析是模拟不同组件之间的接触和相互作用的过程，包括机械接触问题、磨损问题和摩擦问题等。
在这篇文章中，我们将深入探讨ansys接触分析的基础知识和应用。
首先，ansys的接触分析功能主要是基于两个主要的接触算法：拉格朗日法和欧拉法。
拉格朗日法是一种基于位移的方法，它根据接触点的相对位移计算接触力，并将其应用于固体上。
欧拉法是一种基于速度的方法，它通过基于刚体动力学计算接触力。
两种方法各有优缺点，应根据具体问题选择合适的方法。
接下来，我们将介绍ansys中用于接触分析的工具和技术：1. 接触配对：在模拟接触问题时，需要对参与接触的两个组件进行配对。
ansys可以自动完成这个过程，并且用户可以通过手动指定匹配方式来进行更精确的模拟。
2. 接触条件：ansys支持多种接触条件，包括无摩擦、粘滞、线性弹簧和非线性弹簧。
用户可以根据实际情况选择合适的接触条件，并根据需要进行调整。
3. 接触分析类型：ansys支持两种接触分析类型：静态接触分析和动态接触分析。
静态接触分析用于研究静止状态下的接触问题，而动态接触分析用于模拟动态接触问题，例如冲击和振动。
4. 接触网格：接触分析需要对网格进行紧密的划分，以准确地表示接触面的几何形状。
为此，ansys提供了多种接触网格工具，包括自动网格划分、手动网格划分和基于接触表面的划分。
用户可以根据需要使用这些工具。
5. 接触后处理：完成接触分析后，还需要进行结果的后处理。
ansys提供了多种接触后处理工具，例如接触力分布图、接触区域和应力分布。
用户可以使用这些工具对结果进行深入的分析。
最后，ansys接触分析的应用范围非常广泛，例如机械工程、航空航天、汽车、船舶、建筑和医疗设备等领域。
ansys的接触分析功能可以帮助工程师准确地模拟接触问题，并提供精确的结果，从而帮助他们做出更好的决策和设计。
浅谈ANSYS Workbench接触设置
浅谈ANSYS Workbench接触设置0、引言ANSYS中的接触可涉及位移、电压、温度、磁场等自由度，在这些接触中，涉及位移自由度的接触是比较复杂的。
本文大概介绍了ANSYS中接触求解的原理，并使用ANSYS Workbench计算了两圆柱接触和轮齿接触的接触应力并与赫兹公式进行了对比，最后给使用ANSYS Workbench求解接触时提供了一些建议。
鉴于作者水平有限，难免会存在一些错误，希望广大读者批评指正。
1、ANSYS接触公式理论接触处理往往是复杂的。
可能的话推荐使用程序默认的设置。
因为现实接触体之间不会相互穿透，程序必须在两个表面之间建立一种关系，在分析中阻止彼此穿透。
程序阻止相互穿透的行为被称之为强制“接触兼容性”。
图1 接触穿透示意图为了在接触界面上强制执行兼容性，Workbench Mechanical通常提供了几个接触公式。
这些公式定义了使用的求解方法。
图2 接触算法设置界面•纯罚函数法•增广拉格朗日法•常规拉格朗日法•多点约束（MPC）法•梁(beam)如果穿透在一个接触容差（FTOLN*下层单元的深度）范围内，接触兼容性则是满足的。
接触深度是一个接触对中每个接触单元深度的平均值。
如果程序检测到任意穿透大于这个容差，全局求解仍然认为是不收敛的，即使残余力和位移增量达到了收敛准则。
图3 下层单元深度示意图2、纯罚函数法和增广拉格朗日法接触公式对于非线性实体接触面，可使用纯罚函数公式或者增广拉格朗日法公式。
这两个都是基于罚函数接触公式：F Normal=K Normal*X Penetration有限接触力F Normal，是接触刚度K Normal的函数。
接触刚度越高，接触穿透X Penetration越小，如下图说明：图4 接触刚度与接触穿透的示意图理想的，对于一个无限大的接触刚度K Normal，可以获得一个0穿透。
在基于罚函数方法下这在数值上是不可能的，但是，如果只要X Penetration足够小或者可以忽略，则认为求解结果是精确的。
基于AnsysWorkbench的圆柱销接触分析
基于AnsysWorkbench的圆柱销接触分析前面一篇基于Any经典界面的接触分析例子做完以后，不少朋友希望了解该例子在Workbench中是如何完成的。
我做了一下，与大家共享，不一定正确。
毕竟这种东西，教科书上也没有，我只是按照自己的理解在做，有错误的地方，恳请指正。
1．问题描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。
已知钢销的半径是0.5unit,长是2.5unit，而钢块的宽是4Unit,长4Unit,高为1Unit,方块中的销孔半径为0.49unit,是一个通孔。
钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。
现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。
（1）要得到过盈配合的应力。
（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。
2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。
进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。
求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。
第二个载荷步，拔出分析。
往外拉动钢销1.7unit，对于耦合节点上使用位移条件。
打开自动时间步长以保证求解收敛。
在后处理中每10个载荷子步读一个结果。
本篇只谈第一个载荷步的计算。
3．生成几何体上述问题是ANSYS自带的一个例子。
对于几何体，它已经编制了生成几何体的命令流文件。
所以，我们首先用经典界面打开该命令流文件，运行之以生成四分之一几何体；然后导出为一个IGS文件，再退出经典界面，接着再到WORKBENCH中，打开该IGS文件进行操作。
（3.1）首先打开ANSYSAPDL14.5.（3.2）然后读入已经做好的几何体。
从【工具菜单】-->【File】-->【ReadInputFrom】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件\ProgramFile\AnyInc\V145\ANSYS\data\model\block.inp【OK】后四分之一几何模型被导入，结果如下图（3.3）导出几何模型从【工具菜单】】-->【File】-->【E某port】打开导出文件对话框，在该对话框中设置如下即把数据库中的几何体导出为一个block.ig文件。
ansys-workbench-接触的总结
ansys-workbench-接触的总结①下⾯对⾮对称⾏为接触表⾯的正确选择给出选择指导:–如果⼀凸的表⾯要和⼀平⾯或凹⾯接触，应该选取平⾯或凹⾯为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯有粗糙的⽹格⽽另⼀个表⾯⽹格细密，则应选择粗糙⽹格表⾯为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯⽐另⼀个表⾯硬，则硬表⾯应为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯为⾼阶⽽另⼀个为低阶，则低阶表⾯应为⽬标⾯.–如果⼀个表⾯⼤于另⼀个表⾯，则⼤的表⾯应为⽬标⾯.②法向刚度WB-Mechanical系统默认⾃动设定。
–⽤户可以输⼊“法向刚度因⼦Normal Stiffness Factor” (FKN) 它是计算刚度代码的乘⼦.因⼦越⼩，接触刚度就越⼩。
默认 FKN =10 (对于绑定和不分离的接触)默认 FKN=10(其他形式接触) 默认 FKN1.0 (其他形式接触)接触问题法向刚度选择⼀般准则:–体积为主的问题: ⽤“Program Controlled”或⼿动输⼊“Normal Stiffness Factor”为“1”–弯曲为主的问题: ⼿动输⼊“Normal Stiffness Factor”为“0.01”到“0.1”之间的数值。
-在⼤变形问题的⽆摩擦或摩擦接触中建议使⽤“Augmented Lagrange”法向接触刚度 knormal是影响精度和收敛⾏为最重要的参数.–刚度越⼤，结果越精确，收敛变得越困难.–如果接触刚度太⼤，模型会振动，接触⾯会相互弹开。
- 其中update stifness 设置可以控制计算收敛与否。
③-刚度增加, 渗透减少，⽽最⼤压⼒增加. 并且通常会有更多的迭代和更长运⾏时间④不管使⽤了何种接触⾏为 (对称或反对称), 模型的变形和等效应⼒本质是相同的. 对称⾏为可以提⾼收敛. 但对称接触结果不容易解释，为接触⾯与⽬标⾯结果的平均值。
0.0032902 0.0033033 0.0033052 0.0033055 0.0033053565.05Mp a 774.12Mp a 811.34Mp a 816.26Mp a 812.78Mp a0.011864 0.0016253 0.0017035 0.000017138 0.00001998417 17 20 24 57⑤在详细窗⼝中⽤户可以选择“Adjusted to Touch”或“AddOffset”-“AdjstedtoToch”让Simlation 决定需要多⼤的接触偏移量来闭合缝隙建⽴初始接触。
Workbench-荷载、约束、接触定义（总结版）
Workbench-荷载、约束、接触定义（总结版）Workbench荷载约束接触定义⽬录workbench荷载的含义 (1)Workbench约束的含义 (5)接触 (8)workbench荷载的含义1）⽅向载荷对⼤多数有⽅向的载荷和⽀撑，其⽅向多可以在任意坐标系中定义：–坐标系必须在加载前定义⽽且只有在直⾓坐标系下才能定义载荷和⽀撑的⽅向.–在Details view中, 改变“Define By”到“Components”. 然后从下拉菜单中选择合适的直⾓坐标系.–在所选坐标系中指定x, y, 和z分量–不是所有的载荷和⽀撑⽀持使⽤坐标系。
2）加速度（重⼒）–加速度以长度⽐上时间的平⽅为单位作⽤在整个模型上。
–⽤户通常对⽅向的符号感到迷惑。
假如加速度突然施加到系统上，惯性将阻⽌加速度所产⽣的变化，从⽽惯性⼒的⽅向与所施加的加速度的⽅向相反。
–加速度可以通过定义部件或者⽮量进⾏施加。
标准的地球重⼒可以作为⼀个载荷施加。
–其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中）–标准的地球重⼒载荷⽅向可以沿总体坐标轴的任何⼀个轴。
–由于“标准的地球重⼒”是⼀个加速度载荷，因此，如上所述，需要定义与其实际相反的⽅向得到重⼒的作⽤⼒。
3）旋转速度旋转速度是另⼀个可以实现的惯性载荷–整个模型围绕⼀根轴在给定的速度下旋转–可以通过定义⼀个⽮量来实现，应⽤⼏何结构定义的轴以及定义的旋转速度–可以通过部件来定义，在总体坐标系下指定初始和其组成部分–由于模型绕着某根轴转动，因此要特别注意这个轴。
–缺省旋转速度需要输⼊每秒所转过的弧度值。
这个可以在路径“Tools > Control Panel >Miscellaneous > AngularVelocity”⾥改变成每分钟旋转的弧度(RPM)来代替。
4）压⼒载荷：–压⼒只能施加在表⾯并且通常与表⾯的法向⼀致–正值代表进⼊表⾯（例如压缩）；负值代表从表⾯出来（例如抽⽓等）–压⼒的单位为每个单位⾯积上⼒的⼤⼩5）⼒载荷：–⼒可以施加在结构的最外⾯，边缘或者表⾯。
ANSYS-WORKBENCH提供的六种接触类型
ANSYS-WORKBENCH提供的六种接触类型接触表示零件间的接触，ANASYS WORKBENCH 提供了6 种类型的接触，它们用于处理各种条件下的接触。
定义接触接触是其中一个很重要的模拟因素。
在模拟过程中，必须定义两个或多个部件之间的接触，这个操作需要通过ANSYS Workbench的接触模块完成。
ANSYS Workbench 提供了6个接触类型，分别为：1.螺纹接触: 用于偏心负载下的机械连接2.几何接触: 用于通用的对齐接触3.断面接触: 用于多个连接的管道或绞盘4.锚头接触: 用于建立任意形状的接触几何体5.描述器接触: 用于旋转联接结构和弹性接触件6.平衡及它增益接触: 可以使用平衡及其增益接触代替悬挂这些接触类型具有不同的适用范围，以适应不同的电子产品或机电一体化模拟需求。
螺纹接触螺纹接触在负载下建立偏心负载的机械连接，将螺栓组件和螺母组件视为接触部件，同时还可以考虑它们之间的旋转及扭转作用。
在 Workbench 中，螺纹接触命令可以在模拟选项中调用。
几何接触几何接触通常适用于两个不同的部件之间的无切向移动, 研究受力区域的几何跟边界条件。
当两个部件的表面形状不同，而又不考虑任何相对运动时，就需要使用几何接触。
在 ANSYS Workbench 中我们在接触设定菜单就可以找到几何接触。
断面接触断面接触常用于多个管道或绞盘之间的接触连接，在这个接触中，工程师必须考虑接触面上斜率及压力场之间的关系。
在 ANSYS Workbench 中，断面接触是在内部接触中进行定义和处理的。
锚头接触锚头接触可以用任何形状的几何体来建立接触，对于与几何接触不同，它可以用于建立平面之间的任意接触，但是不同于断面接触，锚头接触不用考虑压力场的影响。
我们可以直接在接触模块中选择锚头接触这个类型，在对话框中以输入容量和有接触的几何体的输入方式完成任务。
描述器接触描述器接触适用于建立旋转联接结构和弹性接触件，例如万向节上的活动和装配, 它可以使用具有平衡效果的材料来代替不规则的接触形状。
ansys workbench接触分析
Workbench -Mechanical Introduction Introduction作业3.131接触控制作业3.1 –目标Workshop Supplement •作业3.1调查了一个简单组件的接触行为。
目的是为了说明由于不适当接触导致的刚体运动是怎么产生的。
•问题描述：问题描述–模型从一个简单Parasolid组件文件获得–我们的目标是在组件的各部件中建立接触，查看非对称加载对结果有何影响我们的目标是在组件的各部件中建接触，查看非对称加载对结果有何影响作业3.1 –假设Workshop Supplement •假设arm shaft 和side plate上的孔间的摩擦忽略不计，同样arm shaft 和stop shaft 之间的接触也忽略不计。
最后假设stop shaft固定在两个side plate之间。
之间Arm ShaftSide PlateSide PlatepStop Shaft作业3.1 –Project SchematicWorkshop Supplement •打开Project page（项目页）•通过“Units” 菜单确定：–Project单位设置为“US Customary (lbm, in, s, F, A, lbf, V).–选择“Display Values in Project Units”. . .作业3.1 –Project SchematicWorkshop Supplement1.在Toolbox（工具箱）中双击Static Structural建立新的分析系统1.2.Geometry上点击鼠标右键选择2在Import Geometry导入2.Contact_Arm.x_t文件作业3.1 –前处理Workshop Supplement3.双击Model打开Mechanical application.3.4.设置作业单位制系统：Units>U S Customary(in lbm lbf°F s V A)–Units > U.S Customary (in, lbm, lbf, F, s, V, A) 4.. . .作业3.1 –前处理Workshop Supplement5.在Connections上点击鼠标右键选择Rename Based on Definition5.•在各个部件彼此之间都定义了接触。
ANSYS Workbench 19.0基础入门与工程实践 第7章 接触分析
3．无摩擦
• 无摩擦接触，即两接触体之间是理想状态。当外力作用时，两接触体可以发生 分离和相对滑动，当两物体分离后，法向作用力减为0，两物体接触滑动时处 于理想状态，不产生摩擦力作用。
4．静摩擦
• 模拟静摩擦的场景，当两物体之间不发生相对滑动但是存在静摩擦力的时候， 可以使用本接触类型进行设置，可以理解为两物体之间的静摩擦力需要多大就 提供多大。
• 7.3.2 几何建模 • 7.3.3 材料属性设置 • 7.3.4 接触设置 • 7.3.5 网格划分 • 7.3.6 载荷及约束设置 • 7.3.7 模型求解 • 7.3.8 结果后处理
7.4 接触分析实例——螺栓连接
• 螺栓连接在接触问题中非常典型，本例将以螺栓连接为对象，详细介绍如何加 载预紧力、设置螺栓连接接触类型等常见技术问题，为读者进行螺栓连接分析 提供指导。
1．绑定
• 绑定接触用于模拟两接触面无相对滑动的情况，类似于两者完全焊接在一起， 这类接触适用于所有接触区域。使用绑定接触通常会增大分析模型的刚度，在 使用中需要根据实际情况选用。
• 绑定接触适用于几乎所有分析类型，如静力学、刚柔耦合、模态分析等，是接 触类型中较为常见的一类情况。
2．无分离
• 从字面翻译也可以看出该类接触与绑定有一定相似之处，它保证两接触面之间 接触法线、不发生分离，一直处于贴合状态，允许在切向有微小的滑移。
• 接触分析主要分析接触体在外载荷作用下的位移、应力场以及接触边界状态和 接触力，是典型的非线性问题，其非线性主要是由于接触边界上边界条件非线 性引起的，它既有接触面积的变化导致的非线性，也有接触压力的分布变化产 生的非线性，还有由于摩擦作用产生的非线性。
• 通常接触问题中涉及的几何模型包括主动接触体（master body）和被动接触 体（slave body），被动接触体通常是网格精细、刚度较小的接触体表面。目 前在有限元分析中针对接触问题主要包含三种模型，分别是点-点模型、点-面 模型以及面-面模型。
ANSYS-WORKBENCH提供的六种接触类型
ANSYS WORKBENCH提供的六种接触类型-----宋博士不少朋友提到了关于接触类型的问题，对于如何使用接触类型弄不清楚。
为了帮助刚入门的朋友们了解这些接触类型，笔者首先翻译了ANSYS 关于接触类型的帮助，然后对之进行点评。
翻译的部分帮助如下：ANSYS WORKBENCH提供了6种接触类型，这些接触类型大多只对面接触使适用。
（1）bonded.使用绑定以后，在接触面或者接触边之间不存在切向的相对滑动或者法向的相对分离。
这是缺省的接触类型，适用于所有的接触区域（实体接触，面接触，线接触）。
（2）no separation.这与绑定类似。
在接触面或者接触线之间不允许发生法向的相对分离，但是允许发生少量的切向无摩擦滑动。
（3）frictionless:用于模拟无摩擦的单边接触。
所谓单边接触，就是说，一旦两个物体之间出现了分离，则法向力就为零。
因此当外力发生改变时，接触面之间可能会分开，也可能会闭合。
这种情况下假设摩擦系数为零，即当发生切向相对滑动时，没有摩擦力。
（4）rough：与无摩擦接触类型相似。
它模拟非常粗糙的接触，保证两个物体之间只是发生静摩擦，而不会发生切向的滑移，从而不会产生滑动摩擦。
它相当于在两个物体之间施加了无限大的摩擦系数。
（5）frictional:有摩擦的接触。
这是最实际的情况，两个接触面之间既可以法向分离，也可以切向滑动。
当切向外力大于最大静摩擦力后，发生切向滑动。
一旦发生切向滑动后，会在接粗面之间出现滑动摩擦力，该滑动摩擦力要根据正压力和摩擦系数来计算。
此时需要用户输入摩擦系数。
（6）forced frictional sliding:该选项只对刚体动力学适用。
它与frictional类型类似，只是没有静摩擦阶段。
此时，系统会在每个接触点上施加一个切向的阻力。
该切向阻力正比于法向接触力。
到底使用哪种接触类型，取决于你需要解决的问题。
如果（1）需要模拟两个物体之间轻微的分离（2）要获得接接触面附近的应力，那么可以考虑下列三种接触类型：frictionless,rough和frictional.它们可以模拟间隙，并能更精确的建模真实的接触区域。
ANSYS workbench的五种接触类型分析
Workbench中提供了5种接触类型，单从字面上很难理解这几种接触的区别，下面将帮助中关于这几个接触类型的描述翻译出来，供参考:1.Bonded（绑定）:这是AWE中关于接触的默认设置。
如果接触区域被设置为绑定，不允许面或线间有相对滑动或分离。
可以将此区域看做被连接在一起。
因为接触长度/面积是保持不变的，所以这种接触可以用作线性求解。
如果接触是从数学模型中设定的，程序将填充所有的间隙，忽略所有的初始渗透。
2.No Separation（不分离）:这种接触方式和绑定类似。
它只适用于面。
不允许接触区域的面分离，但是沿着接触面可以有小的无摩擦滑动。
3.Frictionless（无摩擦）:这种接触类型代表单边接触，即，如果出现分离则法向压力为零。
只适用于面接触。
因此，根据不同的载荷，模型间可以出现间隙。
它是非线性求解，因为在载荷施加过程中接触面积可能会发生改变。
假设摩擦系数为零，因此允许自由滑动。
使用这种接触方式时，需注意模型约束的定义，防止出现欠约束。
程序会给装配体加上弱弹簧，帮助固定模型，以得到合理的解。
4.Rough（粗糙的）:这种接触方式和无摩擦类似。
但表现为完全的摩擦接触，即没有相对滑动。
只适用于面接触。
默认情况下，不自动消除间隙。
这种情况相当于接触体间的摩擦系数为无穷大。
5.Frictional（有摩擦）:这种情况下，在发生相对滑动前，两接触面可以通过接触区域传递一定数量的剪应力。
有点像胶水。
模型在滑动发生前定义一个等效的剪应力，作为接触压力的一部分。
一旦剪应力超过此值，两面将发生相对滑动。
只适用于面接触。
摩擦系数可以是任意非负值。
其他总结：Bonded：无相对位移，如同共用节点。
No Separation：法向不分离，切向可以有小位移。
后面三种为非线性接触。
Frictionless：法向可分离，但不渗透，切向自由滑动。
Rough：法向可分离，不渗透，切向不滑动。
Frictional：法向可分离，不渗透，切向滑动，有摩擦力。
关于ANSYS与workbench互导
从workbench导入到ANSYS当中的三种方法：从worbench传递到ANSYS只能传递单元和节点
一、直接在simulation中保存，存成ANSYS能够读入的inp文件：
点击solution菜单，使其处于高亮状态，点击Tools > Write ANSYS Input File，保存为ANSYS 能够读入的*..inp文件，然后在ANSYS中直接读入就可以了
二、直接在仿真环境中启动ANSYS 初始界面：
切换到project下的界面
点击open analysis in ANSYS
直接在workbench下调用ANSYS
三、在仿真环境下的直接设置
在仿真环境下的Analysis setting的细节菜单中设置保存ansys的filename.db文件
在workbench下作分析保存后，会在根目录下生成一个文件夹god simulation file
里面保存ANSYS经典版能够识别的*.inp文件和*.db文件
将此处设置为
保存ANSYS的
db文件
从ANSYS当中倒入到workbench的simulation下：。
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①下面对非对称行为接触表面的正确选择给出选择指导:
–如果一凸的表面要和一平面或凹面接触，应该选取平面或凹面为目标面.
–如果一个表面有粗糙的网格而另一个表面网格细密，则应选择粗糙网格表面为目标面.
–如果一个表面比另一个表面硬，则硬表面应为目标面.
–如果一个表面为高阶而另一个为低阶，则低阶表面应为目标面.
–如果一个表面大于另一个表面，则大的表面应为目标面.
②法向刚度WB-Mechanical系统默认自动设定。
–用户可以输入“法向刚度因子Normal Stiffness Factor” (FKN) 它是计算刚度代码的乘子.因子越小，接触刚度就越小。
•默认 FKN =10 (对于绑定和不分离的接触)
•默认 FKN=10(其他形式接触) 默认 FKN1.0 (其他形式接触)
•接触问题法向刚度选择一般准则:
–体积为主的问题: 用“Program Controlled”或手动输入“Normal Stiffness Factor”为“1”
–弯曲为主的问题: 手动输入“Normal Stiffness Factor”为“0.01”到“0.1”之
间的数值。
-在大变形问题的无摩擦或摩擦接触中建议使用“Augmented Lagrange”
法向接触刚度 knormal是影响精度和收敛行为最重要的参数.
–刚度越大，结果越精确，收敛变得越困难.
–如果接触刚度太大，模型会振动，接触面会相互弹开。
- 其中update stifness 设置可以控制计算收敛与否。
③
-刚度增加, 渗透减少，而最大压力增加. 并且通常会有更多的迭代和更长运行时间
④ 不管使用了何种接触行为 (对称或反对称), 模型的变形和等效应力本质
是相同的. 对称行为可以提高收敛. 但对称接触结果不容易解释，为接触面与目标面结果的平均值。
0.0032902 0.0033033 0.0033052 0.0033055 0.0033053
565.05Mp a 774.12Mp a 811.34Mp a 816.26Mp a 812.78Mp a
0.011864 0.0016253 0.0017035 0.000017138 0.000019984
17 17 20 24 57
⑤在详细窗口中用户可以选择“Adjusted to Touch”或“AddOffset”
-“AdjstedtoToch”让Simlation 决定需要多大的接触偏移量来闭合缝隙建立初始接触。
注意，Pinball 区域大小会影响这种自动方法，因此必须保证Pinball 半径大於最小的缝隙距离.
-“AddOffset”让用户来指定允许接触面偏移的正负距离.正值是指关闭缝隙而负值是指打开缝隙.该选项用于把模型调整到合适位置而不需要修改几何值.让几何在刚好接触的位置上，改变正距离到穿透值。
“Add Offset, Ramped Effects”–在一个载荷步内分几个
子步逐步施加干涉。
–该选项对富于挑战的干涉问题的收敛是有帮助的。
“Add Offset, No Ramping”–在第一个子步内一次完成载
荷的施加。
⑥接触类型及其可供的选项总结如下表所示：。