ANSYS有關接觸行為和收斂的一般屬性

以下為ANSYS中用于創建接觸對的接觸屬性對話框中的標簽：?Basic-基本屬性?Friction-摩擦?InitialAdjustment-初始調整?Misc-雜項?Rigidtarget-剛性目標?Thermal-熱?Electric一電?Magnetic-磁?Constraint-約束?ID-標識符注解：上述標簽不是任何時候都是可用的。在GUI方式中出現的標簽和每個標簽顯示的選項取決于所定義的接觸對的種類，以及訪問接觸屬性對話框的位置(從ContactWizard或ContactManager)接觸屬性：基本屬性基本屬性標簽包含有關接觸行為和收斂的一般屬性。首先應該嘗試使用默認設置執行接觸分析，然后根據分析中遇到的具體困難和特殊情況修改設置。使用如下問題和解答幫助確定是否需要根據特殊情況修改任何默認的設置。這些問題只是作為一種提示，引導用戶確定如何調整接觸屬性的設置，但并不包含這些參數的所有可能的應用。建議用戶閱讀有關的章節(后面列出)，即使該問題并未直接用于你的情況。有關的章節給出了如何使用相關參數的更完整的說明。在這一對話框中，＜auto＞選項表示選擇一個默認值；thefactorradio按鈕表示設置一個比例因子；theconstantradio按鈕表示設置一個常數比例因子。有關單兀：CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175接觸屬性：摩擦摩擦(Friction)標簽包含有關接觸界面上的靜摩擦和動摩擦的參數。首先應該嘗試使用默認設置執行接觸分析，然后根據分析中遇到的具體困難和特殊情況修改設置。使用如下問題和解答幫助確定是否需要根據特殊情況修改任何默認的設置。這些問題只是作為一種提示，引導用戶確定如何調整接觸屬性的設置，但并不包含這些參數的所有可能的應用。建議用戶閱讀有關的章節(后面列出)，即使該問題并未直接用于你的情況。有關的章節給出了如何使用相關參數的更完整的說明。在這一對話框中，＜auto＞選項表示選擇一個默認值；thefactorradio按鈕表示設置一個比例因子；theconstantradio按鈕表示設置一個常數比例因子。材料編號(MaterialID)和摩擦系數(FrictionCoefficient)參數來自ContactProperties:SetParametersandCrea闔話框。使用Friction標簽上的ID參數可以創建一個新的材料ID,或輸入新的摩擦系數以覆蓋已有的值。(注意：使用這一對話框，只能定義各向同性的摩擦系數。關于如何定義正交異性摩擦的問題，參見ChoosingaFrictionModel,它只能用于三維接觸分析)。有關的單元：CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175接觸屬性：初始調整初始調整包含高級的穿透和表面偏移參數的設置。首先應該嘗試使用默認設置執行接觸分析，然后根據分析中遇到的具體困難和特殊情況修改設置。使用如下問題和解答幫助確定是否需要根據特殊情況修改任何默認的設置。這些問題只是作為一種提示，引導用戶確定如何調整接觸屬性的設置，但并不包含這些參數的所有可能的應用。建議用戶閱讀有關的章節（后面列出），即使該問題并未直接用于你的情況。有關的章節給出了如何使用相關參數的更完整的說明。在這一對話框中，＜auto＞選項表示選擇一個默認值；thefactorradio按鈕表示設置一個比例因子；theconstantradio按鈕表示設置一個常數比例因子。有關的單元：CONTA171,CONTA172,CONTA173,CONTA174,CONTA175接觸屬性：Miscellaneous使用Miscellaneous標簽接觸分析中的如下設置項。如果激活factor按鈕，所輸入的值用作比例因子；如果激活constant按鈕，輸入值作為常數。Contactopeningstiffness接觸分開剛度）對FKOP參數（實常數）設置一個比例因子或常數值。無論對不分離或綁定接觸（no-separationorbondedcontact）都可能需要設置這個參數。這個參數在接觸分開時提供一個剛度因子。如果輸入的是因子，實際的接觸分開剛度等于FKOP*接觸閉合時的接觸剛度。默認FKOP值為1。當發生接觸分開時，不分離接觸和綁定接觸產生一個"pull-back"（拉回）力,但該力可能不能阻止分離。為減少分離，定義一個大的FKOP值。同樣，有時會發生分離，但是必須保持接觸雙方的聯接以防止剛體運動。對這種情況，可以一個小的FKOP,可以允許發生分離并維持接觸面之間的聯接（這是一種"弱彈簧"效應）。對于接觸面行為（Behaviorofcontactsurface）設置為Standard和Rough的情況，忽略這一設置。TargetedgeextensionfactorM標邊界擴展因子）設置實常數TOLS的值，添加一個小的公差，用于在內部擴展目標面的邊界。TOLS的單位為百分比。一個小值通常角有效。對于小撓度情況，默認值為1;對于大撓度情況，默認值為2。Asymmetriccontactselection（稱接觸選擇）當模型涉及幾個接觸對，且小值接觸和目標面有困難時，可以定義對稱接觸對。選擇這一選項時，在求解階段，ANSYS內部選擇所使用的對稱接觸對。Beam/shellthicknesseffec躁/殼厚度影響）默認情況，ANSYS不考慮單元厚度，梁和殼體在其中面處離散化，穿透距離從中面處計算。使用這一選項，可以考慮殼體（2-D和3-D）和梁（2-D）的厚度影響。激活這一選項時，接觸距離從單元的頂面或底面計算，且：?對于剛體-柔性體接觸，ANSYS自動將接觸面移動到梁/殼體單元的頂面或底面處。?對于柔性-柔性接觸，ANSYS自動移動屬于梁/殼體單元的接觸面和目標面。在創建幾何模型時，如果未來要考慮厚度，注意可以對接觸面或目標面或二者進行偏移。如果接觸偏移時激活了這一選項，偏移將從梁/殼體單元的頂面或底面，而不是從中面，開始計算。在使用SHELL181,SHELL208或SHELL209時，還考慮變形導致的厚度變化。Elementtimeincrement單元時間增量時間步長控制是一個自動時間步特性，它可以預測接觸狀態何時會改變或減小當前時間步長。有4種情況可供選擇：?Nocontrol（不控制）：時間步長不受預測的影響。這一設置適合于激活了自動時間步和允許較小時間步長的大多數分析；?Automaticbisection（自動二分）：如果在迭代時出現較大的穿透或接觸狀態明顯改變，自動將時間步長取半；?Maintainreasonable保持合理值）：對下一子步預測一個合理值；?Achieveminimum（保持合理值）：對下一子步預測一個最小時間增量。Superelementusage始單元用法面-面接觸單元可以用于剛體（或線彈性體）與另一個有小運動的線彈性體的接觸建模。這些彈性體可以使用超單元建模，從而大大較少接觸迭代時的自由度數量。記住：所有接觸或目標節點都必須時超單元的主節點。由于超單元是由一組保留節點自由度所組成，其中沒有ANSYS用來定義接觸面和目標面時需要的幾何面，因此，必須在裝配為超單元前，在原始單元面上定義接觸面和目標面。從超單元得到的信息包括：節點聯接和裝配剛度，但沒有材料屬性或應力狀態（無論是軸對稱、平面應力或平面應變）。一個限制是：接觸單元使用的材料屬性集必須與裝配到超單元前的原始單元集所使用的材料屬性相同。下列選項是有效的：?不使用超單元；?軸對稱；?平面應變或沒有厚度的平面應力；?輸入厚度的平面應力-厚度（實常數R2）通過下面的域進行設置。注解：如果使用CONTA175單元，上述選項不可用。但是，接觸向導不提供ContactModel功能，該功能允許用戶以接觸力或接觸牽引力（contactforceorcontacttraction）為基礎進行接觸建模。Contactmodel-對CONTA175單元，可以基于接觸力（KEYOPT（3）=0,默認）或接觸牽引力（KEYOPT（3）=1）進行接觸建模。對于基于接觸牽引力的模型，ANSYS可以確定域接觸節點關聯的面。對于單點接觸，將使用單位面積，它等價于基于接觸力的模型。接觸屬性：剛性目標使用Rigidtarget標簽為接觸分析設置以下選項：BoundaryconditionontargetnodesM標節點上的邊界條件）目標節點上邊界條件可以是自動約束或用戶選擇的。對于自動^束選項（默認值），ANSYS檢查每個目標面的邊界條件，如果遇到如下的所有條件，則ANSYS將目標節點各自的自由度作為固定的：?對于目標面節點沒有明確的邊界條件或作用力；?目標面節點沒有連接到其他單元；?沒有約束方程或節點偶合來約束目標面節點。在每個載荷步結束時，ANSYS釋放內部設置的約束條件。存儲在結果文件（Jobname.RST）和數據庫文件（Jobname.DB）中的約束條件可以隨著這一變化而更新。在重啟動一個分析或以交互方式重新求解時，需要仔細確認當前的約束條件是否時預期的。如果希望控制目標節點的約束條件，選擇UserspecifiedoAreaelementshave有面單元時）說明三維剛性目標面網格是高階的（有中間節點）還是低階的目標單元PilotNode（引導節點）使用以下選項可以定義或修改引導節點：?PilotName（弓I導節點名-可選）-為包含引導節點的節點component一個名字，以后可以方便的對引導節點進行交互操作。?PilotNode-可以使用下面列出的方法之一，創建或修改（刪除/移動）一個引導節點。定義方法包括：自動方法（在目標單元的中心卜點取方法，（點取已有的關鍵點，節點或工作平面位置卜以及直接輸入當前坐標系中的一個位置。點取選擇位置...通過點取或輸入節點坐標來引導節點的位置。注意：只有在點擊接觸屬性對話框中的OK按鈕后，才會創建或修改的引導節點。接觸屬性：熱使用Thermal標簽為熱接觸分析以下設置：ThermalContactConductance熱接觸導熱性）設置實常數TCC。在兩個接觸面之間傳遞的熱量為：q=TCCX（Tt-Tc）其中：q時單位面積的熱流；TCC是熱接觸導熱系數；Tt和Tc是在目標面和接觸面上節點的溫度。TCC可以作為常數值或表輸入。對于表的情況，TCC可以是溫度、壓力、時間或位置的函數。所有定義的表都列于一個下拉式表單中。Stephan-Boltzmannconstant（Stephan-Boltzman哺數）設置用于輻射建模的實常數SBCTo由于輻射傳遞的熱量為：q=RDVF*EMIS*SBCT[（Te+TOFFST）4-（Tc+TOFFST）4]TOFFST為名義零度與絕對零度的偏移，用TOFFST命令定義;EMISi為表面發射率；RDVF為輻射視角因子。RadiationViewfactor（輻射視角因子）設置實常數RDVF。輻射視角因子可以作為常數或表輸入。對于表的情況,RDVF可以是溫度、間隙距離、時間和位置的函數。所有定義的表都列于一個下拉式表單中。Emissivity俊射率）設置表面發射率（MP,EMIS）.Frictionalheatingfactor摩擦加熱因子）設置實常數FHTG,用于對滑動摩擦生熱建模。摩擦生熱的速率為：q=FHTG*r*V其中：p為當量摩擦應力；V為滑動速率；FHTG為摩擦耗散能中轉換為熱能的比例因子，默認值為1Dissipationweightfactor耗散權因子）設置實常數FWGT,用于滑動摩擦生熱的建模。它是接觸面和目標面之間熱分配的權因子（默認值0.5）。在接觸面和目標面上摩擦耗散熱能為：qc=FWGT*FHTG*r*V及qt=（1-FWGT）xFHTGxtxV其中：qc是接觸面上的摩擦耗散熱能;qt是目標面上的摩擦耗散熱能。FWGT默認值為0.5.。Thermalcontactbehavior熱接觸行為)設置目標單元TARGE169和TARGE170的KEYOPT(3)。對于熱接觸行為，有兩個可選項：?BasedonContactStatus(KEYOPT(3)=0)甚于接觸狀態),默認選項；?TreatedasFreeSurface(KEYOPT(3)=1)作為自由表面)。對于KEYOPT(3)=0,熱接觸行為取決于以下熱接觸狀態：?ClosedContact-在接觸面和目標面之間通過熱傳導傳熱；?FrictionalSliding-在接觸面和目標面上，滑動摩擦耗散能轉換為熱能；?Near-FieldContact-考慮接觸面和目標面之間的熱對流和輻射。外部熱流值分配到接觸面。?Far-FieldContact--考慮接觸面和外部環境之間的熱對流和輻射。外部熱流值分配到接觸面和目標面二者。如果選擇自由面接觸行為，ANSYS在探測到分開的接觸時，它是考慮自由面輻射和對流。對這種情況，在接觸面和目標面之間沒有對流和輻射熱傳遞。接觸屬性(約束類型)：約束Constraint(約束)標簽包含用于基于表面的約束接觸對的一般參數。基于表面的約束用于將接觸面節點的運動耦合到目標面上的一個引導節點。基于表面的約束需要采用：多點約束(MPC)接觸算法(KEYOPT(2)=2)。(在使用接觸向導創建接觸對時，這一KEYOPT是自動設置的)。Constraintsurfacetype(勺束面類型)在使用多點約束（MPC）算法時，KEYOPT（4）設定基于表面約束類型。有兩種類型可選：?Force-distributedconstraintsurface-對這種約束類型，施加到引導節點上的力或位移按照形狀函數分配給接觸節點（在平均的意義上），類似于使用RBE3命令定義的約束。?Rigidconstraintsurface-對這種約束類型，接觸節點受到由引導節點定義的剛體運動的約束（類似于由CERIG命令定義的約束）。Boundaryconditionsontarget（標面上的邊界條件）目標節點上的邊界條件，可以是自動約束或用戶的。對于自動^束選項（默認的），ANSYS將檢查目標節點的邊界條件。如果遇到下面列出的條件，ANSYS將約束目標節點上相關的自由度：?目標節點上沒有明顯的邊界條件或施加的力；?目標節點沒有連接到其它單元；?沒有使用約束方程或節點耦合來約束目標節點。在每個載荷步結束時，ANSYS釋放內部設置的約束條件。由于這一修改，可能會更新存儲在結果文件（Jobname.RST）和數據庫文件（Jobname.DB）中的約束條件。在重啟動一個分析或在交互模式中重新求解問題時，應仔細檢查當前的邊界條件是否時預期的。如果希望控制目標節點上的約束條件，選擇Userspecified選項。ConstrainedDOFsetontarget目標面上的約束自由度組）目標單元的KEYOPT（4）選項用于待約束的自由度。一個復選框表示自由度是激活的；一個空的方框表示該自由度未激活。PilotNode（引導節點）可以使用以下選項修改引導節點：?PilotName（引導節點名-可選的）-可以一個包含引導節點的節點組名，從而在后面容易對引導節點進行操作；?PilotNode-可以使用下列方法修改一個引導節點。第一方法包括自動方法（在接觸單元的中心）,拾取方法（點擊已有的keypoint、node或工作平面上的一個位置），以及直接輸入當前坐標系中的坐標值。點取選擇位置（PickChooselocation…）：點取或輸入節點的坐標以引導節點的位置。在點擊ContactProperties對話框中的OK按鈕后才對引導節點進行修改。接觸屬性：編號ID使用Identification標簽接觸對的ID編號。默認情況，ANSYS將various域中顯示的編號賦予接觸對。ContactpairrealsetID（接觸對的實常數組編號）一個接觸對必須共享同一個實常數組編號。可以使用這個域賦予實常數組任意編號，或接受該域中所顯示的值。在創建接觸對后，不能修改這一編號。TargetelementtypeID（目標單元類型編號）ANSYS自動創建這一編號ID。ContactelementtypeID假觸單元類型編號）ANSYS自動創建這一編號ID。如果在ContactWizard中創建對稱接觸（分量接觸對？），會顯示如下內容：CompanioncontactpairrealsetID價量接觸對的實常數組編號）Companion接觸對必須使用不同的實常數組號。可以使用這個域賦予實常數組任意編號，或接受該域中所顯示的值。在創建接觸對后，不能修改這一編號。CompaniontargetelementtypeID價量目標單元類型編號）ANSYS自動創建這一編號ID。CompanioncontactelementtypeID分量接觸單元類型編號）ANSYS自動創建這一編號ID。