ANSYS接触问题的计算方法
ANSYS接触非线性算法详解
ANSYS接触非线性算法详解本文将向读者详细介绍ANSYS接触非线性中的主要算法的计算原理，如图1所示给出了ANSYS Workbench结构模块中的接触算法选择面板。
1.完全罚函数法（Pure Penalty Method）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，但会产生病态的总体刚度矩阵从而导致计算收敛困难。
2.增强的拉格朗日方法（Augmented Lagrangian Method）增强的拉格朗日方法是为了找到精确的拉格朗日乘子（即接触力），而对罚函数进行一系列修正迭代。
在方程的平衡迭代过程中增大接触附着力（压力和摩擦应力）以便最终的透穿值小于允许的容差值(FTOLN)。
与纯罚函数的方法相比，拉格朗日方法容易得到良态条件，对接触刚度的敏感性较小。
然而，在有些分析中，增进的拉格朗日方法可能需要更多的迭代，特别是在变形后网格变得太扭曲时。
图2 罚函数法的计算原理图3.MPC多点约束法MPC:多点约束是一个极为有效的接触模拟算法。
适用于绑定和不分离接触。
可以连接不同网格模型。
连接不同的单元类型：4.法向拉格朗日乘子法ANSYS提供了一种混合算法，即在接触法向使用拉格朗日乘子法，接触切向使用罚函数法。
对于粘结接触状态，这种方法强制施加零透穿值并且允许小滑动。
它也要求颤振控制参数FTOLN 和TNOP，还有允许的弹性滑动参数SLTO的最大值。
5.梁连接算法梁算法仅适用于绑定连接，该算法使用无质量的梁单元实现接触面和目标面的绑定连接。
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。
《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、引言随着计算机技术的飞速发展，有限元分析软件在工程领域的应用越来越广泛。
ANSYS软件作为一款广泛使用的有限元分析软件，在接触问题分析和解决方面发挥着重要作用。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。
二、ANSYS软件中的接触问题分析1. 接触问题的基本概念接触问题是一种典型的非线性问题，涉及两个或多个物体在接触面上相互作用的力学行为。
在ANSYS软件中，通过定义接触对来模拟这种相互作用。
2. ANSYS软件中接触问题的分析方法ANSYS软件采用有限元法对接触问题进行数值分析。
首先，将接触问题离散化为有限元网格，然后通过迭代法求解接触问题中的非线性方程组。
在ANSYS中，可以通过定义接触单元、设置接触刚度、摩擦系数等参数来模拟真实的接触行为。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域的应用在机械工程领域，ANSYS软件被广泛应用于各种机械零件的接触问题分析。
例如，齿轮传动中的齿面接触、轴承中的滚动体与内外圈的接触等。
通过ANSYS软件的分析，可以了解接触区域的应力分布、变形情况等，为机械零件的设计和优化提供依据。
2. 汽车工程领域的应用在汽车工程领域，ANSYS软件被用于汽车零部件的接触问题分析和整车性能仿真。
例如，在汽车碰撞过程中，车身与零部件之间的接触力、应力分布等都需要通过ANSYS软件进行分析。
此外，ANSYS还可以用于汽车悬挂系统、制动系统等的仿真分析，为汽车设计和优化提供支持。
3. 航空航天领域的应用在航空航天领域，ANSYS软件被广泛应用于飞机、卫星等航天器的结构分析和优化。
例如，在飞机起降过程中，机翼与机身之间的连接处的应力集中和变形情况需要通过ANSYS软件进行分析。
此外，ANSYS还可以用于航空航天领域的热力耦合问题、流体动力学问题等的仿真分析。
四、结论本文介绍了基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。
ansys计算接触不收敛
ansys计算接触不收敛力能很快的收敛，但力矩就是收敛不了，大家可有好办法以前用abaqus计算超弹接触都能很快的收敛ansys计算也就bonded容易收敛，其他的很难收敛，大家可有技巧收敛准则主要有力的收敛，位移的收敛，弯矩的收敛和转角的收敛。
一般用力的控制加载时，可以使用残余力的2-范数控制收敛；而位移控制加载时，最好用位移的范数控制收敛。
收敛精度默认为 0.1%，但一般可放宽至 5%，以提高收敛速度。
使用力收敛是绝对的,而位移收敛并不一定代表你的计算真的收敛,但很多情况下使用位移更容易得到想要的结果ANSYS中的收敛准则默认情况如下：cnvtol,lab,value,toler,norm,minref1）在solcontrol 为打开状态时，对于力和力矩来说是默认值为0.005；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为0.05。
2）在solcontrol 为关闭状态时，对于力和力矩来说，其默认值为0.001。
默认情况下solcontrol 为打开状态，因此如果用户完全采用默认的话，对于力和力矩来说是默认值为0.005；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为0.05。
在分析中追踪到沿荷载挠度曲线反向“漂移回去”，是一个典型的难题，这是由于太大或者太小的弧长半径引起的。
研究荷载-挠度曲线可以搞清楚这一点，。
然后可应用nsubst和arclen命令调整弧长半径大小和范围。
加快收敛的方法有一下几种：1可以增大荷载子步数 nsubst,nsbstp,nsbmn,carry2修改收敛准则 cnvtol,lab,value,toler,norm,minref3打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法，solcontrol,key1,key2,key3,vtol（一般情况下，默认是打开的）4重新划分网格网格的单元不宜太大或太小一般在5～10厘米左右5 检查模型的正确性1) 关于位移判据当结构受力后硬化严重时,位移增量的微小变化将引起失衡力的很大偏差.另外,当相邻两次迭代得到的位移增量范数之比跳动较大时,将把一个本来收敛的问题判定为不收敛.所以在这两种情况下不能用位移准则.2) 关于力判据当物体软化严重时,或材料接近理想塑性时,失衡力的微小变化将引起位移增量的很大偏差.所以在这种情况下不能用失衡力判据如果单独用位移控制收敛,就可能出现第一次跌代后力和位移是收敛的,但第二次就跌代计算的位移很小,可能认为是收敛的解,实际离真正的解很远.应当使用力收敛检查或以位移为基础检查,不单独使用她们.convergence value 是收敛值，convergence norm是收敛准则。
ansys接触应力计算公式
ansys接触应力计算公式
ANSYS软件中接触应力的计算公式可能会因具体的模型和算法而有所不同。
在ANSYS的罚函数法中，假设零件之间的接触假设成两个节点之间通过弹簧连接，通过以下计算公式来求解两个接触面之间的接触压力：
FNormal = KNormal × penetration
其中，KNormal为两个接触面之间的接触刚度，penetration为两个接触
面之间的穿透量。
这种算法的精度较依赖于接触刚度和穿透量的大小。
在实际情况下，两个零件表面是不会有穿透的，这是一种为增强收敛性而进行的数值近似方法，因此，穿透量越小，计算结果精度越高，但同时收敛性较差。
另外，在ANSYS的拉格朗日算法中，接触压力作为一个自由度来满足接触兼容性。
不需要计算接触刚度和穿透量来计算接触压力，而是将他看做一个自由度。
以上内容仅供参考，如需更具体的信息，建议咨询专业的工程师或查阅ANSYS软件的使用手册。
ANSYS分析(特征值屈曲与接触)
Tips：
·对于受力复杂的模型，由于不是受到一个载荷的作用，需要进行多次调整静力载荷， 使最后计算得 到的ε值 为1±0.01时，施加的静力载荷即屈曲许用载荷。 ·失稳的云图只显示失稳的状态，其应力值没有意义。
分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例1）
【已知】材料Q235圆钢，直径100mm，长度2000m，A端固定。计算屈曲载荷Fcr。
分析进阶_接触分析
结构件连接处作为一体化处理可以解决整体钢结构的应力分析问题，但是如 果想要研究连接处的应力情况，则前面提到的方法无法得到准确的结果。
例如：通过螺栓连接的表面之间会在外载荷的作用下可能发生相互挤压，或 者发生分离。当结构件受到复杂外载荷作用时，在计算之前我们无法预知接触面 之间的接触范围。此时我们需要更加智能和精确计算方法-接触分析
理论计算结果相符，但对于偏心压杆其结果则较理论结算
偏大（高50%）。
分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例2）
【已知】H型钢，b=124mm,h=248mm，t=5mm，tf=8mm，长度8000mm。 A端固定，B端施加作用力。计算屈曲载荷Fcr。
A B 【理论计算】参考机械设计手册的算法 Fcr=2769N 【ANSYS计算】 Fcr=3070KN（网格线段长度100）误差11% Fcr=3078KN（网格线段长度20）误差6.3% Fcr=3079KN（网格线段长度10）误差5.9%
Ansysworkbench接触设置中计算公式意义及选择范围
函数名称罚函数法/pure penalty增广拉格朗日法/Augmented Lagrange 向朗格朗日法/Normal Lagran MPC法迭代行为好的收敛行为（少量的
平衡迭代）如果间隙很大，会根据需要加强平衡迭代振动存在，根据需要加强平衡迭代好的收敛行为（少量的平衡迭代）
刚度敏感性对于法向接触刚度的选
择比较敏感
对于法向接触刚度的选择不太敏感接触间隙存在并且不受
控制接触间隙存在，但一些角度受到约束一般情况下，间隙接近为零无间隙
仅适用于绑定（Bonded or no
separation）或者不分离两种接
触形式适用范围
只能用在直接求解迭代或者直接求解可适用对称行为接触发生点接触要求Ansysworkbench接触设置中计算公式意义及选择范围
接触发生在集合点接触发生在节点能够用在任何一种的接触行为
无法向刚度接触的要求迭代或者直接求解可适用对称或非对称接触行为非对称接触行为。
ANSYS高级接触问题71103
§2 面－面接触单元
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§1 概述 面－面接触单元，是模拟任意两个表面间接触的方法。表面可以具有任意形 状。是 ANSYS 中最通用的接触单元。精度高、特性丰富还可使用接触向导， 建模方便。（其它接触单元目前尚不能用向导）。 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 提供更好的接触结果（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 刚性表面由“控制节点 – pilot node”控制 热接触特性 众多的高级选项来处理复杂问题。 具有众多的高级选项（20 个可用的实常数、2 个材料属性和 30 个可用 的单元选项）提供了丰富的特征库，能够用于模拟特殊的效果和处理困难的 收敛情况。 然而众多的选项的智能缺省选项可以有效求解许多接触问题而不需要用户介 入太多。 通常的做法是：开始使用高级选项之前，先试着采用缺省设置：只指定罚刚 度，穿透容差和子步数，然后进行分析。只在采用缺省设置遇到困难时才采 用高级选项。 所有的高级选项也可以通过接触向导来控制。
例如: 超弹密封
• Step 3. 设置单元选项和实常数 • 接触对由实常数号来定义，接触单元和目标单元必须具有相同的实常数。 • Step 4. 建立目标单元（网格） • 此步中所采用的方法依赖于目标面是刚性的还是柔性的。 • 刚性目标面采用： • 直接生成 (E 命令) • 自动划分 (LMESH, AMEAH) • 可变形目标面采用 • Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Elements > Surf/Contact > Surf to Surf(ESURF) • 对于直接生成刚性目标面，在建立目标单元之前需要要指定附加的单元属 性 TSHAP
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。
《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、引言在复杂的工程问题中，接触问题是一种常见的物理现象，涉及到各种领域如机械、电子、生物医学等。
ANSYS软件作为一款功能强大的工程仿真软件，被广泛应用于解决各种接触问题。
本文将首先介绍基于ANSYS软件的接触问题分析的基本原理和主要方法，然后详细探讨其在工程中的应用，以期望为工程实践中接触问题的解决提供参考。
二、ANSYS软件中接触问题分析的基本原理和主要方法1. 基本原理ANSYS软件中的接触问题分析主要基于有限元法。
通过将实体模型离散化为有限个小的单元，然后对每个单元进行分析，最终得到整个模型的解。
在接触问题分析中，关键是要正确处理接触界面上的力和位移关系，以及接触界面的变化对整体结构的影响。
2. 主要方法(1) 面对面接触法：主要处理平面与平面之间的接触问题，如机械零件之间的接触。
(2) 体对体接触法：用于处理实体之间的接触问题，如人体关节之间的接触。
(3) 热接触法：处理由于热效应引起的接触问题，如热传导过程中的接触问题。
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软件被广泛应用于分析各种机械零件的接触问题。
例如，通过面对面接触法分析齿轮与轴承之间的摩擦和磨损，通过体对体接触法分析两个机械部件在装配过程中的接触压力和变形等。
这些分析结果对于优化机械零件的设计和改进装配工艺具有重要意义。
2. 土木工程中的应用在土木工程中，ANSYS软件可用于分析建筑物、桥梁等结构在荷载作用下的接触问题。
例如，通过热接触法分析建筑物的热传导过程中的接触问题，以优化建筑材料的选型和设计。
此外，ANSYS还可用于分析地震等自然灾害对建筑物结构的破坏作用，以及评估结构的抗震性能。
3. 电子工程中的应用在电子工程中，ANSYS软件常被用于分析电子设备中各部件之间的电接触问题。
例如，通过面对面接触法分析电路板上的元器件之间的电连接和热传导问题，以提高电子设备的性能和可靠性。
ANSYS中的接触分析教程
一般的接触分类 (2)ANSYS接触能力 (2)点─点接触单元 2点─面接触单元 2面─面的接触单元 3执行接触分析 (3)面─面的接触分析 3接触分析的步骤： 4步骤1:建立模型，并划分网格 (4)步骤2:识别接触对 (4)步骤2:指定接触面和目标面 4步骤4：定义刚性目标面 (5)步骤5:定义柔性体的接触面 (8)步骤6:设置实常数和单元关键字 (9)步骤7：控制刚体目标的运动 (19)步骤8:给变形体单元加必要的边界条件 (20)步骤9：定义求解和载荷步选项20第十步:检查结果 (21)点─面接触分析 (23)点─面接触分析的步骤 (24)点－点的接触 (32)接触分析实例(GUI方法） (34)非线性静态实例分析（命令流方式) (37)接触分析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，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，另一类,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）.ANSYS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。
ansys计算接触不收敛
ansys计算接触不收敛力能很快的收敛，但力矩就是收敛不了，大家可有好办法以前用abaqus计算超弹接触都能很快的收敛ansys计算也就bonded容易收敛，其他的很难收敛，大家可有技巧收敛准则主要有力的收敛，位移的收敛，弯矩的收敛和转角的收敛。
一般用力的控制加载时，可以使用残余力的2-范数控制收敛；而位移控制加载时，最好用位移的范数控制收敛。
收敛精度默认为 0.1%，但一般可放宽至 5%，以提高收敛速度。
使用力收敛是绝对的,而位移收敛并不一定代表你的计算真的收敛,但很多情况下使用位移更容易得到想要的结果ANSYS中的收敛准则默认情况如下：cnvtol,lab,value,toler,norm,minref1）在solcontrol 为打开状态时，对于力和力矩来说是默认值为0.005；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为0.05。
2）在solcontrol 为关闭状态时，对于力和力矩来说，其默认值为0.001。
默认情况下solcontrol 为打开状态，因此如果用户完全采用默认的话，对于力和力矩来说是默认值为0.005；对于没有转角自由度的DOF，其默认值为0.05。
在分析中追踪到沿荷载挠度曲线反向“漂移回去”，是一个典型的难题，这是由于太大或者太小的弧长半径引起的。
研究荷载-挠度曲线可以搞清楚这一点，。
然后可应用nsubst和arclen命令调整弧长半径大小和范围。
加快收敛的方法有一下几种：1可以增大荷载子步数 nsubst,nsbstp,nsbmn,carry2修改收敛准则 cnvtol,lab,value,toler,norm,minref3打开优化的非线性默认求解设置和某些强化的内部求解算法，solcontrol,key1,key2,key3,vtol（一般情况下，默认是打开的）4重新划分网格网格的单元不宜太大或太小一般在5～10厘米左右5 检查模型的正确性1) 关于位移判据当结构受力后硬化严重时,位移增量的微小变化将引起失衡力的很大偏差.另外,当相邻两次迭代得到的位移增量范数之比跳动较大时,将把一个本来收敛的问题判定为不收敛.所以在这两种情况下不能用位移准则.2) 关于力判据当物体软化严重时,或材料接近理想塑性时,失衡力的微小变化将引起位移增量的很大偏差.所以在这种情况下不能用失衡力判据如果单独用位移控制收敛,就可能出现第一次跌代后力和位移是收敛的,但第二次就跌代计算的位移很小,可能认为是收敛的解,实际离真正的解很远.应当使用力收敛检查或以位移为基础检查,不单独使用她们.convergence value 是收敛值，convergence norm是收敛准则。
ansys接触问题!牛人的经验之谈!
接触问题的关键在于接触体间的相互关系（废话，），此关系又可分为在接触前后的法向关系与切向关系。
?? 法向关系：?? 在法向，必须实现两点：1）接触力的传递。
2）两接触面间没有穿透。
??A N S Y S通过两种算法来实现此法向接触关系：罚函数法和拉格朗日乘子法。
?? 1．罚函数法?? 是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：?? &n b s p;&n b s p;&n b s p;&n b s p;接触刚度*接触位移=法向接触力?? 对面面接触单元17*，接触刚度由实常数FKN来定义。
穿透值在程序中通过分离的接触体上节点间的距离来计算。
接触刚度越大，则穿透就越小，理论上在接触刚度为无穷大时，可以实现完全的接触状态，使穿透值等于零。
但是显而易见，在程序计算中，接触刚度不可能为无穷大（否则病态），穿透也就不可能真实达到零，而只能是个接近于零的有限值。
?? 以上力与位移的接触关系可以很容易地合并入整个结构的平衡方程组K*X=F中去。
并不改变总刚K的大小。
这种罚函数法有以下几个问题必须解决：?? 1）接触刚度F K N应该取多大？?? 2）接触刚度F K N取大些可以减少虚假穿透，但是会使刚度矩阵成为病态。
?? 3）既然与实际情况不符合的虚假穿透既然是不可避免的，那么可以允许有多大为合适？?? 因此，在ANSYS程序里，通常输入FKN实常数不是直接定义接触刚度的数值，而是接触体下单元刚度的一个因子，这使得用户可以方便地定义接触刚度了，一般FKN取0.1到1中间的值。
当然，在需要时，也可以把接触刚度直接定义，FKN输入为负数，则程序将其值理解为直接输入的接触刚度值。
?? 对于接近病态的刚度阵，不要使用迭代求解器，例如PCG等。
它们会需要更多的迭代次数，并有可能不收敛。
可以使用直接法求解器，例如稀疏求解器等。
这些求解器可以有效求解病态问题。
ANSYS接触问题
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。
ANSYS中的接触问题
点－点的接触在ANSYS程序中提供了三种点－点的接触单元，在此，我们主要介绍前二种：[$#8226] CONTAC12[$#8226] CONTAC52[$#8226] COMBIN40我们可以在预先知道接触位置的单点接触问题中使用点－点的接触单元。
也可以在接触面网格完全相同的情况，例如过盈装配问题中，用点－点的接触元来模型两个面之间的接触。
CONTAC12：2－D点－点的接触单元这个单元是通过总体坐标系X－Y平面内的二个结点来定义的，可以用于2－D平面应力，平面应变和轴对段分析中。
程序通过一个相对于总体坐标X轴的输入角Q（用度表示）来定们接触面，接触面不一定垂直于结点I，J的连线，并且结点I，J可以位于同一位置。
CONTAC12的单元坐标系是这样定义的，总体坐标的X轴逆时针旋转Q角便得到正的滑动方向，法向方法N垂直于S，正的法向位移有张开缝隙的作用。
我们可以用下面二种方法来定义初始过盈量或缝隙。
[$#8226] 明确定义实常数INTF，这时单元关键字K4必须设置成“Real Consttant”（这是这个选项的缺省值）。
一个负的INTF值表示处于初始张开的缝隙状态。
[$#8226] 让程序以初始节点位置为基础计算初始过盈量或缝隙，这时单元关键字k4必须设置为“Initnodelocats”。
初始分开的结点定义了初始张开的缝隙。
一个实常数，初始单元状态（START）一旦被定义，程序将忽略由INTF给定的条件，有效的开始条件是：[$#8226] START＝0：由INTF决定缝隙状态[$#8226] START＝1：缝隙是关闭的，且没有滑动[$#8226] START＝2：缝隙是关闭的，且有方向的滑动[$#8226] START＝－2：缝隙是关闭的，且有负方向的滑动[$#8226] START＝3：缝隙是张开的一个对开始条件的好的估计将有助于问题的收敛。
CONTAC12的实常数：界面角THETA－定义接触面方位的角度法向刚度KN－在法线方向的接触刚度位移过盈量INTF－初始过盈量基缝隙初始单元状态START粘附刚度KS－在滑动方向的接触刚度KS缺省到KNCONTAC12的单元关键字：摩擦类型K1 弹性库仑刚性库仑方位角来源于 K2 实常数THETA运动方向过盈量或缝隙基于 K4 实常数INTF初始接触的位置接触时间预测目标 K7 最小的时间增量合理的增量使用CONTAC12时的一些注意点：1、检查单元坐标系，保证使所定义的是一个间隙而不是一个钩子。
ANSYS接触问题的计算方法(ZZ)
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1．罚函数法
接触刚度由实常数FKN来定义
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FKN实常数不是直接定义接触刚度的数值，而是接触体下单元刚度的一个因子一般FKN取0.1到1中间
对于接近病态的刚度阵，不要使用迭代求解器，例如PCG
可以使用直接法求解器，
用户可以用PLESOL,CONT,PENE来在后处理中查看穿透的数值大小
可以先用一个较小的FKN值开始计算，例如0.1因为较小的FKN有助于收敛，然后再逐步增加FKN值进行一系列计算，最后得到一个
满意的穿透值
2．拉格朗日乘子法与扩展拉格朗日乘子法
拉格朗日乘子法与罚函数法不同，不是采用力与位移的关系来求接触力，而是把接触力作为一个独立自由度因此这里不需要进行迭代，而是在方程里直接求出接触力（接触压力）
可以直接实现穿透为零的真实接触条件，这是罚函数法所不可能实现
1）刚度矩阵中将有零对角元，只能使用直接法求解器波前法或系数求解器
而PCG之类迭代求解器是不能用于有零主元问题的
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3）一个可能发生的严重问题接触状态发生变化例如从接触到分离，从分离到接触，此时接触力有个突变，产生chattering（接触状态的振动式交替改变）控制这种chattering，是纯粹拉格朗
日法所难以解决的
ANSYS采用的是罚函数法与拉格朗日法混合的扩展拉格朗日乘子法在扩展拉格朗日法中，采用实常数TOLN来控制最大允许穿透值还有最大允许拉力FTOL这两个参数只对扩展拉
格朗日乘子法有效
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由于摩擦是非对称的
非对称求解更精确，。
ANSYS接触问题
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。
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接触容差 -回复
ansys接触容差-回复什么是接触容差？接触容差是在工程中对两个接触面之间的距离或间隙进行精确控制的一种方法。
在许多工程应用中，接触部件之间的合理接触是确保系统正常运行的关键。
在制造过程中，由于材料和加工的不完美性，接触面之间的距离会产生一定的差异。
这种差异导致了接触间隙，而接触容差的目的就是控制这个间隙，以确保工程系统的准确性和可靠性。
接触容差的类型接触容差可分为一般接触容差和特殊接触容差两类。
一般接触容差是指接触面间的常规间隙，通常由制造过程中的材料和加工误差所产生。
特殊接触容差则是指在特殊情况下，为满足特定的工程需求而引入的额外间隙。
这种情况下，需要仔细考虑系统的性能要求以及可能出现的不利影响。
接触容差的计算方法在确定接触容差时，需要考虑的因素包括工程要求、所使用的材料和制造工艺等。
一般而言，接触容差的计算包括以下几个步骤：1. 确定接触表面之间的接触方式：包括点接触、线接触和面接触等。
根据具体的工程要求，选择适当的接触方式。
2. 确定接触表面的尺寸和形状公差：根据工程要求和材料制造精度，确定适当的尺寸和形状公差范围。
3. 确定接触表面的位置公差：根据工程要求和接触表面的相对位置关系，确定适当的位置公差范围。
4. 计算实际接触间隙：将确定的公差加减到设计接触面的尺寸上，计算得到实际的接触间隙。
5. 分析接触性能：使用工程分析软件（如ANSYS）对接触容差进行仿真分析，评估接触系统的性能和可靠性。
接触容差的应用接触容差广泛应用于各种工程领域。
例如，在汽车制造中，接触容差被用于保证发动机和传动系统的正常运行；在航空航天领域，接触容差用于确保飞行器组件的可靠性和安全性；在机械制造中，接触容差被用于控制零部件之间的间隙，以确保装配的正常进行。
总结接触容差是在工程中对接触面间的间隙进行精确控制的一种方法。
通过合理地确定尺寸、形状和位置公差，可以确保接触系统的性能和可靠性。
ANSYS等工程分析软件的应用可以帮助工程师进行接触容差的仿真分析，以评估系统的性能。
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ANSYS接触问题的计算方法
接触问题的关键在于接触体间的相互关系（废话，），此关系又可分为在接触前后的法向关系与切向关系。
法向关系：
在法向，必须实现两点：1）接触力的传递。
2）两接触面间没有穿透。
ANSYS通过两种算法来实现此法向接触关系：罚函数法和拉格朗日乘子法。
1．罚函数法
是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*接触位移=法向接触力
对面面接触单元17*，接触刚度由实常数FKN来定义。
穿透值在程序中通过分离的接触体上节点间的距离来计算。
接触刚度越大，则穿透就越小，理论上在接触刚度为无穷大时，可以实现完全的接触状态，使穿透值等于零。
但是显而易见，在程序计算中，接触刚度不可能为无穷大（否则病态），穿透也就不可能真实达到零，而只能是个接近于零的有限值。
以上力与位移的接触关系可以很容易地合并入整个结构的平衡方程组K*X=F中去。
并不改变总刚K的大小。
这种罚函数法有以下几个问题必须解决：
1）接触刚度FKN应该取多大？
2）接触刚度FKN取大些可以减少虚假穿透，但是会使刚度矩阵成为病态。
3）既然与实际情况不符合的虚假穿透既然是不可避免的，那么可以允许有多大为合适？
因此，在ANSYS程序里，通常输入FKN实常数不是直接定义接触刚度的数值，而是接触体下单元刚度的一个因子，这使得用户可以方便地定义接触刚度了，一般FKN取0.1到1中间的值。
当然，在需要时，也可以把接触刚度直接定义，FKN输入为负数，则程序将其值理解为直接输入的接触刚度值。
对于接近病态的刚度阵，不要使用迭代求解器，例如PCG等。
它们会需要更多的迭代次数，并有可能不收敛。
可以使用直接法求解器，例如稀疏求解器等。
这些求解器可以有效求解病态问题。
穿透的大小影响结果的精度。
用户可以用PLESOL,CONT,PENE来在后处理中查看穿透的数值大小。
如果使用的是罚函数法求解接触问题，用户一般需要试用多个FKN值进行计算，可以先用一个较小的FKN值开始计算，例如0.1。
因为较小的FKN有助于收敛，然后再逐步增加FKN值进行一系列计算，最后得到一个满意的穿透值。
FKN的收敛性要求和穿透太大产生的计算误差总会是一对矛盾。
解决此矛盾的办法是在接触算法中采用扩展拉格朗日乘子法。
此方法在接触问题的求解控制中可以有更多更灵活的控制。
可以更快的实现一个需要的穿透极限。
2．拉格朗日乘子法与扩展拉格朗日乘子法
拉格朗日乘子法与罚函数法不同，不是采用力与位移的关系来求接触力，而是把接触力作为一个独立自由度。
因此这里不需要进行迭代，而是在方程里直接求出接触力（接触压力）来。
Kx=F+Fcontact
从而，拉格朗日乘子法不需要定义人为的接触刚度去满足接触面间不可穿透的条件，可以直接实现穿透为零的真实接触条件，这是罚函数法所不可能实现的。
使用拉格朗日乘子法有下列注意事项：
1）刚度矩阵中将有零对角元，使有些求解器不克使用。
只能使用直接法求解器，例如波前法或系数求解器。
而PCG之类迭代求解器是不能用于有零主元问题的。
2）由于增加了额外的自由度，刚度阵变大了。
3）一个可能发生的严重问题，就是在接触状态发生变化时，例如从接触到分离，从分离到接触，此时接触力有个突变，产生chattering（接触状态的振动式交替改变）。
如何控制这种chattering，是纯粹拉格朗日法所难以解决的。
因此，为控制chattering，ANSYS采用的是罚函数法与拉格朗日法混合的扩展拉格朗日乘子法。
在扩展拉格朗日法中，可以采用实常数TOLN来控制最大允许穿透值。
还有最大允许拉力FTOL。
这两个参数只对扩展拉格朗日乘子法有效。
在扩展拉格朗日乘子法里，程序按照罚函数法开始，与纯粹拉格朗日法类似，用TOLN来控制最大允许穿透值。
如果迭代中发现穿透大于允许的TOLN值，（对178单元是TOLN，而对面面接触单元171-174则是FTOLN）则将各个接触单元的接触刚度加上接触力乘以拉格朗日乘子的数值。
因此，这种扩展拉格朗日法是不停更新接触刚度的罚函数法，这种更新不断重复，直到计算的穿透值小于允许值为止。
尽管与拉格朗日法相比，扩展拉格朗日法的穿透并不是零，与罚函数法相比，可能迭带次数会更多。
扩展拉格朗日法有下列优点：
1）较少病态，个接触单元的接触刚度取值可能更合理。
2）与罚函数法相比较少病态，与单纯的拉格朗日法相比，没有刚度阵零对角元。
因此在选择求解器上没有限制，PCG等迭代求解器都可以应用。
3）用户可以自由控制允许的穿透值TOLN。
（如果输入了TOLN，而使用罚函数法，则程序忽略它）
切向关系：
摩擦的处理与法向接触力类似。
由于摩擦是非对称的，使问题变的更为复杂。
ANSYS缺省是做对称求解，即使用对称求解器作近似求解。
但是可以改变几个选项强迫做非对称求解。
非对称求解更精确，但是计算量大许多。