06 ANSYS13.0 Workbench 结构非线性培训 高级接触

...自动接触探测选项
• Group By:
Training Manual
设置“Group By” 为 “Bodies” (默认) 或Parts 意味位 于同一体或相同部件的接触面和边将组成为单个区域.
– 自动生成对可能有多种选择，在源侧，或目标侧，或两侧都 有. 使用其中一个选项就可最小化创建的接触区域数量. – 任一生成区域只有一个作用于源和目标的实体 (即, 一个面 或一条边). – 如果单个区域中有大量源/目标面，选择None 避免ANSYS 求解器中过多接触搜索时间.
–
“N/A” 指示出现在以下位置和情况:
• • 接触对非激活时(灰色的行, 或状态栏下出现非激活)的所有结果栏 . 无摩擦, 粗糙,或 摩擦接触类型和界面处理 的几何间隙栏 设为Add Offset.
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来自百度文库
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E. 作业 – 接触表面偏移
A. 接触的体类型
Training Manual
• WB-Mechanical提供了接触技术选项的丰富列表，来分析实体及面体 (壳单 元划分的)的面和边间的许多不同行为.
实体面对实体面
面体的面对面体 (或实体 ) 的面
面体边对表面体 (或实体) 面
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Workbench Mechanical - Advanced Contact
• 优先权(cont‟d)
Training Manual
– “Face Overrides” 选项使面/面接触优先于面/边和边/边接触. Face Overrides 也使面/边接触优先于边/边接触.
• 一般来说, 对面/边和边/边接触设置了Face Overrides, 会探测不到边/边接 触对.
– “Edge Overrides” 使边/边接触优先于面/边和面/面接触. Edge Overrides 也使面/边接触优先于面/面接触.
• 一般来说,对面/边和面/面接触设置了Edge Overrides,会探测不到面/面接 触对.
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Workbench Mechanical - Advanced Contact
• 该选项用于把模型调整到合适位置而不需要修改几何。 让几何在刚好接触的位置上，改变正距离到穿透值。
Training Manual
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… 界面处理
• “Add Offset, Ramped Effects” – 在一个载荷步内分几个 子步逐步施加干涉。
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… 界面处理
• 建模时需要的间距或间隙在建立有摩擦或无摩擦行为的初始 接触时需要被忽略，为了解决这种情况，利用界面处理可以 内部偏移接触面到一指定的位置。
– 左边是原始的网格模型. 顶部的红色网格是有接触面的体
Training Manual
– 加载前验证初始信息 (状态, 间隙,渗透, pinball,..等)
• 在 Connections下插入
Training Manual
– 验证最终信息各个接触区域载荷 (力和力矩)传递是 最终求解的一部分.
• 在 Solution 下插入
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第四章
高级接触
Workbench – Mechanical 结构非线性
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Workbench Mechanical - Advanced Contact
章节概述
• 本章讨论高级接触选项细节:
– 这些高级选项适用于包括实体及壳体的面和边的接触.
Training Manual
– 假定在这章前用户已掌握 第 2和3章的Nonlinear Structural.
...接触的体类型
• 在面体间建立接触时, 牢记一面体有表面区域但没有体很重要.
– 面体厚度在Details窗口由用户赋值，是和面体相关的属性
Training Manual
– 面体产生无摩擦或摩擦接触时，有必要识别面体的哪一侧(顶部或底部) – 处于接触关系中.
• 操作失败会导致不能识别接触.
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– 它已经被证明在静态分析中是建立初始接触的一个有效工具，用户不需要去 CAD模型中修改。
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… 界面处理
• 在详细窗口中用户可以选择“Adjusted to Touch” 或 “Add Offset”
– “Adjusted to Touch” 让Simulation 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. – “Add Offset” 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.
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... 接触工具 – 初始信息
Training Manual
– “几何间隙” 和 “几何渗透”指 实体接触区域存在的物理间隙和渗透 – “Gap” 和“Penetration” 是从面体间或Add Offset 调整推导而来
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...自动接触探测选项
• Search Across:
使自动接触探测选项通过以下选项:
Training Manual
– Bodies(默认): 体间. – Parts : 不同部件体间, 也就是, 不能是同一多体部件内的体 之间. • 对多体部件的一个体没有接触其它体的情况, 必须手动 插入 Connections对象来连接体. – Anywhere: 探测任何的自接触.
– 接触面可以偏移一定的量，就象右图中蓝线所示，这将允许建
立初始接触
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… 界面处理
• 接触偏移重要注意事项:
Training Manual
– 在接触界面上几何的改变会有影响，因为实际网格和偏移的接触面之间会存在 一个刚性区。 – 应用中，这种调整应该足够小，对于整个结果的影响忽略不计
Training Manual
• 面/边和边/边接触只适用于实体和面体.
– 不支持线体的接触关系.
• 对面/边探测, 面总被指定为目标面，而边总指定为接触边.
– “Create Automatic Contact”中可选择探测任何接触组合. 对接触过滤选项也可 设置默认优选参数.
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– 该选项对富于挑战的干涉问题的收敛是有帮助的。
Training Manual
• “Add Offset, No Ramping” – 在第一个子步内一次完成载 荷的施加。
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D. 接触工具
• Contact Tool 允许检查装配接触:
– 无摩擦 – 粗糙 – 有摩擦
Training Manual
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• Tolerance Type, Tolerance Value, and Tolerance
Slider: CAD 系统创建的装配体可能没有精确装配, 导致两 体间的接触区域有小的重合或间隙. 可指定接触探测容差 来解决任何的不精确 (只适用于自动接触探测).
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•
这章包括以下内容:
A. B. C. D. E. F. G. H. 接触中体类型 自动接触探测选项 界面处理 初始接触条件 作业 4A 时间步控制 摩擦 作业4B
本章描述的性能通常适用于ANSYS Structural 或以上的license.
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C. 界面处理
Training Manual
• 在上一节中提到，对绑定接触行为一个足够大Pinball半径允许忽略 接触和目标面间任何间隙。
• 对摩擦或无摩擦接触，实体可以相互接触或脱离接触。因此，初始 缝隙不能被自动忽略，因为它有可能代表几何信息。 • 但是，有限元方法在静力结构分析时不允许有刚体移动. 如果存在初 始缝隙，当施加力载荷时，可能不会建立初始接触，一个零件可能 会相对于另一个零件飞开。
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...接触的体类型
下表识别各种接触几何支持的接触类型, 公式和对称行为
Training Manual
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B. 自动接触探测选项
Training Manual
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...自动接触探测选项
Training Manual
• 接触默认设置和自动探测能力对大多接触问题有效. 然而, 可以执行这些额外 控制来放宽分析的接触范围 :
• Generate Contact on Update:若该选型设为Yes ，输入 模型(最新的)时自动创建面/面接触区域. 设置为 „No‟ 仍然 允许手动激活自动生成接触, 或手动构建接触区域.
– 如图所示，当前指针位置出现一圆.
图示说明用户定义的接 触探测容差值 CAD 部件间存在的 间隙
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...自动接触探测选项
• 实体和面体间可得到的接触探测类型:
– 面/面: 不同体面间的接触 – 面/边: 不同体的面和边间的接触 – 边/边: 不同体边间的接触
• 缺省时, 当一个装配体由CAD 系统输入, 默认是自动探测接触对，并指定接触 为面/面接触条件. 这些默认条件可由两种方式改变:
– Mechanical 下的工具选项对话框 Connections 设置可改变多个选项的全局默认 行为. 或 – Details of “Connections” 窗口改变或激活选项的行为.
• 请参考作业中的补充说明: • 作业4A- 接触表面偏移
Training Manual
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F. 时间步控制
• 时间步控制提供了一个额外的收敛加强选 项，它允许基于收敛行为的二分和时间步 大小调整。 • 这种选择在非线性接触中显示:
... 接触工具 – 初始信息
Training Manual
• 初始接触信息可评估所有区域或对接触（和/或）目标侧指定关心 区域.
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... 接触工具 – 初始信息
Training Manual
• 信息包含各区域的接触状态、接触单元数、 渗透、pinball等… 对验证 和发现并解决问题是非常有用的
...自动接触探测选项
Training Manual
• 优先权: 对非常大的模型，接触对的数量有时候是过剩的，特别是当允许多 种接触类型时.
• 209个部件 • 450 个对称接触对 • 115万个自由度
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...自动接触探测选项
... 自动接触探测选项
Training Manual
• 为收紧接触探测, 移动 Tolerance Slider 接近 +100. 放松接触探测, 则移动 Tolerance Slider 接近 -100.
– 收紧容差意味在更小区域内(间隙或重合)的体被考虑为接触; 松的容差刚好是相 反的作用.
• 接触探测容差也可以通过改变Tolerance Type为Value并在Tolerance Value后输入值来调整.