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日志

Abaqus接触分析步骤与相关关键词

已有 3579 次阅读2012-10-23 10:34 |个人分类:Abaqus| Abaqus, 接触

1、采用*surface 关键词定义接触面, 这是进行接触分析的第一步。ansys与abaqus都相同,ansys中通过cm,,node命令定义接触面的点集合; 

2、采用*contact pair 关键词定义接触对,这一步是确认哪两个面是接触对,以及接触对的特性。ansys通过实常数识别接触对,abaqus通过接触名称确定接触对,但同时又对接触的一些特征进行了说明; 

3、采用*surface interaction 关键此定义接触面特性 

4、采用*friction 定义接触面间的摩擦系数。 ansys中通过材料将摩擦赋予接触对; 

5、采用*surface behavior 定义接触面间的特征(大滑移,小滑移,有分离,无分离);ansys中接触的这些特性在接触单元的关键词中进行了设置,如对于174号单元,其keyopt(12)中定义了接触摩擦的类型; 

6、在ansys中没有定义接触压应力与接触间隙的关系曲线,而在abaqus中有此方面的内容,用户可以根据需要选择线性、指数型、列表型接触压应力—间隙曲线,因此如果想分析关系复杂的接触问题,abaqus将会是一个比较有效的软件。 

从上面的基本步骤可以看出,abaqus与ansys中接触的定义步骤大同小异,虽然对接触特性的定义不一样,但是其定义的内容却是一样的,从这个角度去看问题,可能会使你在学习abaqus的过程中理解与接受起来更加快。还需要说明的是在abaqus中没有专门的接触单元,接触过程是通过接触特性程序根据实际情况自动生成接触面上的各种算法来进行分析。 

a、*surface,name,<combine>,<crop>,<internal>,<region type>,<trim>,<type> 
     数据行 
    (a) 此关键词定义模型中可能接触到的面,以下为在abaqus/standard分析中的内容; 
    (b) <combine> 定义接触面是由几个接触面共同组成的,且此关键词只能在辐射分析中使用 
          combine=union 指明一个或多个面组成一个整体接触界面; 
          combine=intersection 指出两个类型相同的面相交组成接触界面; 
          combine=difference 指出接触界面是由两个类型相同的面相减而得; 
    (c) <crop> 也是在辐射分析中使用,在此不做过多介绍; 
    (d) <internal> 指明界面在内部产生,默认的设置是不对这个参数进行声明; 
    (e) <trim> 对界面进行修正, 
           trim=yes(缺省设置) 指对开放的边界进行修正;             
           trim=no 指出不对界面进行修正。 
    (f) <type> 设置接触面的类型 
           type=element(缺省设置) 指接触界面是由单元来定义的; 
           type=node 定义接触界面是通过结点来定义的; 

b、*contact pair,interaction,<adjust>,<extension zone>,<no thickness>,<small sliding>,<smooth>,<type>——————在abaqus/standard下的形式 
    从面,主面,从面切向滑动的的可能方向,主面切向滑动的的可能方向 
    (1) adjust 对接触面间进行调整,使得接触面闭合,这种调整不产生任何应变;此选项适用于tied接触,不适用于self-contact接触类型; 
    (2) extension 指出在接触分析中将主面扩大一定范围,防止从面滑出主面以外; 
    (3) no thickness 表明在接触计算中不考虑厚度的影响,此选项只适用于small-sliding以及surface to surface情况; 
    (4) small sliding 指出接触面间为小滑移情况,这个参数不能用于自接触问题 
    (5) smooth 表明接触面间是光滑的,缺省值为0.2,取值范围在0.0~0.5之间; 
    (6) type=node to surface 
        type=surface to surface 指定接触分析为面-面分析,并产生相应的约束系数,这种接触类型只适用于tied或者small sliding参数存在的选项; 

c、*contact pair,<cpset>,<interaction>,<mechanical constraint>,<op>,<small sliding>,<weight>——————在abaqus/explicit 下的形式 
    第一个面,第二个面(如果两个面的名称相同,程序认为是自接触) 
         interaction 同surface interaction 所定义的特性相同 
    (1)、mechanical constraint=kinematic(缺省)选择随动接触法分析接触 
           mechanical constraint=penalty(缺省)选择随动接触法分析接触 
    (2)、op=add(缺省)在原有的接触对中加入新的接触对, 
         op=delet指定删除接触对 
    (3)、small sliding 指出接触面间为小滑动接触,而不是有限滑动,这种情况只能采用随动接触分析法; 
    (4)、weigth 权重系数 

d、*surface interaction,name,<pad thickness>,<user> 
    数据行(接触面厚度或者以点为基础的接触面的截面面积,默认为1.0) 
    (1)、这个关键词是用来定义接触面间相互作用特性;             
    (2)、<pad thickness> 仅用于abaqus/explicit分析中接触对算法中; 
    (3)、<user> 为用户自定义接触面间的特性; 

e、*surface behavior,augmented lagrange/pressure_overcloser,<no separation> 
   数据行 
    (1)、此关键词用来修改力学接触分析中默认的接触压应力—接触间隙曲线关系,且必须同关键词*surface interaction同时使用; 
    (2)、augmented lagrange 选项表明程序将选择增强的拉各朗日法求解接触问题; 
    (3)、pressure_overcloser 选项指明程序将根据命令选择相应的压应力—接触间隙曲线。应当指出的是此项关键词与<no separation>选项不能同时使用; 
         pressure_overcloser=hard (缺省)指明接触类型为硬接触; 
         pressure_overcloser=exponential 将定义压应力—接触间隙曲线为指数型曲线; 
         pressure_overcloser=linear 压应力—接触间隙曲线为线型关系; 
         pressure_overcloser=tabular 列表方式定义压应力—闭合曲线;             
    (4)、数据行根据参数的不同而不同 
         *surface behavior,augmented largrange 
         数据行(罚刚度(必须为正值,如果没有定义程序会根据计算来确定),接触压应力为零时接触面间的空隙(默认为零)) 
         *surface behavior,pressure_overcloser=hard 
         无数据行 
         *surface behavior,pressure_overcloser=exponential 
         数据行(接触压应力为零时的接触间隙,接触间隙为零时的接触压应力) 
         *surface behavior,pressure_overcloser=linear 
         数据行(接触压应力—接触间隙曲线斜率)             
         *surface behavior,pressure_overcloser=tabular 
         数据行(接触压应力,接触间隙) 

f、*friction,elastic slip/lagrange/rough/sliptolerance/user,<anisotropic>,<dependencies>,<depvar>,<exponential decay>,<properties>,<shear traction slope>,<taumax>,<test data> 
   (1)、此关键词定义摩擦类型,必须与*surface interaction一起使用; 
   (2)、elastic slip 此选项仅用于abaqus/standard分析中,定义了最大允许弹性滑移绝对值,如果这项没有定义,则弹性滑移选取slip tolerance所定义的值; 
   (4)、lagrange 接触间的摩擦满足拉各朗日乘法公式; 
   (5)、rough             指定接触为完全粗糙的,接触面间没有滑移; 
   (6)、slip tolerance 此选项仅用于abaqus/standard分析中,默认为0.005。此项定义了允许的最大弹性滑速度同接触面大小的比有关简单连接单元以及预应力单元的关键词 

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