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1、点点接触单元,第七章,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-2,点点接触单元,虽然点点接触单元是 ANSYS 软件中最早的接触单元，但改进工作一直进行. 结合5.7版中的新单元CONTA178， 添加了更多的特性 . 这些是最简单和最高效 ( 根据求解所用 CPU 时间 ) 的接触单元 .当模型可以使用此类单元时，它们可以高效地模拟广泛的接触问题 .,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-3,最常用的点点接触单元是: CONTAC52 和 CONTA178 将所有的 UZ 自由度约束住，也可以用于 2D 分析 . 三种
2、点点接触单元中，CONTA178s 提供最强的功能: 更多的接触算法 精确的接触约束协调性 ( 0 ” 穿透 ) 更多的接触行为选项 定义接触法向更灵活,.点点接触单元,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-4,.点点接触单元,点点接触单元可用于模拟点点接触 . 接触点总是已知的管子移动模型就是点点接触的例子. 这些单元也可以用来模拟面面接触问题，如果: 相对滑动变形量可以忽略 两个面的偏移 （转动）保持很小. 如果上述条件满足，过盈配合问题就是面面接触问题的例子，这里采用间隙单元就足够了. 注意: 如果两个面上的节点不是一一对应的, 间隙方向也可以明确指
3、定.,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-5,.点点接触单元,点点接触单元在节点处传递力. 面面接触单元在高斯点传递压力. 此特性限制它们只能用于低阶单元（角节点）. 这是由于带中间节点单元的节点上的运动约束反力不均匀:,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-6,.点点接触单元,点点接触单元可由三种方法生成: 直接生成 在重合节点（或接近重合）上生成单元. 在表面上选择节点 为点点接触单元设置单元属性 生成单元: Preprocessor - Create - Elements - At Coincid Nd 注意:
4、 此特性要求面间的分离必须小于重合容差，且必须小于每个面上节点间的距离 .,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-7,.点点接触单元,在偏移节点上生成单元: 对非重合节点很方便 Preprocessor - Create - Elements - Offset Nodes ,指定距离和偏移方向.,例子: 存在间隙的两个同心管子之间的接触，采用中心在 O 的圆柱坐标系并设置 DX= .,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-8,.点点接触单元,间隙面方向 CONTAC52 和 CONTA178 需要一个节点间隔来沿I-J
5、 坐标自动定位单元, 注意要保证 I-J 方向垂直于接触面. 否则, 将会产生意料之外的切向响应.,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-9,. 点点接触单元,CONTA178 的 KEYOPT(5) 提供附加选项来明确指定单元方向.,接触法向沿着节点 I 和 J 上节点坐标系X轴的方向余弦平均值方向 对于此选项, 旋转接触单元节点坐标系使之指向实体模型表面法向: Preprocessor Move/Modify Rotate Node CS - To Surf Normal On Area,接触法向基于实常数 NX, NY, NZ.,接触法向沿着单元坐标
6、系,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-10,.点点接触单元,接触协调性 CONTA178 提供几种不同的接触算法: 纯拉格朗日乘子法 几乎 0 穿透和滑移，不需要接触刚度 更多的自由度，出现震颤问题 用 PCG 求解器时不要使用 修正的拉格朗日方法, 需要 FKN 和 TOLN 纯罚函数方法 法向拉格朗日乘子法和切向罚函数法 CONTAC12 和 CONTAC52 只限于罚函数法 指定接触刚度, 单位 力/长度. 关于如何为接触刚度确定合适的值参考第三章附录.,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-11,.点点接触
7、单元,摩擦和接触行为 三种单元都支持摩擦，可为 MU 指定非 0 值. CONTA178 支持与面面接触单元同样类型的接触行为: 标准 粗糙 不分离 (滑动) 绑定 不分离 (永远) 绑定接触 (永远) 绑定接触 (初始接触) CONTAC12 和 CONTAC52 只限于标准摩擦行为. 初始穿透 CONTA178 允许渐进化初始穿透. CONTAC12 和 CONTAC52 支持初始间隙或初始穿透，但不能是渐进化的. 后处理 这些单元接触结果项的后处理需要采用 ETABLE 操作.,October 15, 2001 Inventory # 001567 7-12,点点接触单元 .练习11,练习指导请参考练习附录: W11. 点点接触,