• 接触问题概述
• 在工程中会遇到大量的接触问题,如齿轮的啮合、法兰
联接、机电轴承接触、卡头与卡座、密封、板成形、冲
击等等。接触是典型的状态非线性问题,它是一种高度
非线性行为。接触例子如图1:
• 分析中常常需要确定两个或多个相互接触
物体的位移、接触区域的大小和接触面上
的应力分布。
• 接触分析存在两大难点:
• 在求解之前,你不知道接触区域、表面之
间是接触或分开是未知的,表面之间突然
接触或突然不接触会导致系统刚度的突然
变化。
• 大多数接触问题需要计算摩擦。摩擦是与
路径有关的现象,摩擦响应还可能是杂乱
的,使问题求解难以收敛。
• 刚-柔
• ·一个表面是完全刚性的—除刚体运动外无
应变、应力和变形,另一表面为软材料构
成是可变形的。
• ·只在一个表面特别刚硬并且不关心刚硬物
体的应力时有效。
• 柔-柔
• 两个接触体都可以变形。
• ANSYS采用接触单元来模拟接触问题:
• —跟踪接触位置;
• —保证接触协调性(防止接触表面相互穿透);
• —在接触表面之间传递接触应力(正压力和摩擦)。
• 接触单元就是覆盖在分析模型接触面上的一层单
元。
• 在ANSYS中可以采用三种不同的单元来模拟接触:
• 面一面接触单元;
• 点一面接触单元;
• 点一点接触单元。
• ·不同的单元类型具有完全不同的单元特性
和分析过程。
• 1. 面一面接触单元用于任意形状的两个表
面接触
• -不必事先知道接触的准确位置;
• -两个面可以具有不同的网格;
• -支持大的相对滑动;
• -支持大应变和大转动。
• 例如: 面一面接触可以模拟金属成型,如轧
制过程。
• 2. 点一面接触单元用于某一点和任意形状
的面的接触
• -可使用多个点-面接触单元模拟棱边和
面的接触;
• -不必事先知道接触的准确位置;
• -两个面可以具有不同的网格;
• -支持大的相对滑动;
• -支持大应变和大转动。
• 例:点面接触可以模拟棱边和面之间的接
触