(高级设置)类别提供以下属性,(接触算法)、Small (小滑移)、 (探测方法)、 (穿透公差)、 Slip (弹性滑移公差)、 (法向刚度)、 (更新刚度)、 Type(约束类型)、 (弹球区域)、 (稳定阻尼因子)等。同样,各个属性会随着上下文环境变化,如几何类型、接触类型等不同而变化,具体可查阅相关帮助。
1、(接触算法)
如所述,算法选项允许指定程序用于特定接触对计算的算法。 (程序控制)是默认设置。对于此设置,程序为两个刚体之间的接触选择Pure (罚函数算法),为所有其他接触情况选择 (增强拉格朗日算法)。
2、Small (小滑移)
该属性显示并激活相对较小的滑移假设(在分析过程中小于接触长度[即接触单元尺寸]的20%)。如果已知会发生小的滑动,则此功能可以使求解更加高效和稳健。如果Large 属性设置为Off或 属性设置为 ,则在大多数情况下,Small 属性的 设置会自动将属性设置为 On。
1) :默认设置,程序自动选择小滑移或有限滑移;
2)On:允许小滑移;
3)Off:禁止小滑移并设置有限滑移;
4):激活自适应小滑移。
还可以使用 - File(文件菜单) - (首选项)下的 类别(连接)中的Small 选项来更改此属性的默认设置。
3、 (探测方法)
探测方法使用户能够选择分析中使用的接触检测位置,以获得良好的收敛性。它适用于3D面-面接触和2D边-边接触。探测方法主要基于高斯积分点和节点,具体包括,
1) 程序控制
默认设置。当接触算法设置为Pure 和 时,程序使用高斯积分点(On Gauss Point)。当算法为MPC和法向拉格朗日算法时,它使用节点 (Nodal - to ) 。
2)On Gauss Point(高斯积分点)
接触检测位置位于高斯积分点。此选项不适用于MPC和法向拉格朗日算法。
3)Nodal- From (节点 - 接触法向)
接触检测位置位于接触法线垂直于接触表面的节点上。
4)Nodal- To (节点 - 目标法向)
接触检测位置位于接触法线垂直于目标表面的节点上。
5)Nodal- From (节点 - 接触投影法线)
接触检测位置位于接触面和目标面重叠区域中的接触节点处(基于投影的方法)。
6)Nodal-Dual Shape (节点 - 双形状函数投影)
接触检测位置位于接触和目标表面重叠区域中的接触节点处(基于双形状函数投影的方法)。此选项在求解性能和内存使用方面非常有效,并且通常可以补救由于MPC方程而导致的潜在过约束问题。
7)(组合)
APDL求解器将使用基于接触体的优化检测方法。
高斯积分点和节点检测法
4、 (穿透公差)
当设置为 、Pure 或 时,属性允许指定接触的穿透公差值或穿透公差因子。
1) (程序控制)
默认设置。 由程序计算控制。
2)Value(数值)
直接输入 值。长度量纲实体类设置默认值,只有非零的正值才有效。
3)(因子)
直接输入比例因子,无量纲。数值必须大于等于0,且小于1.0。
5、 Slip (弹性滑移公差)
当接触算法设置为法向拉格朗日算法或将更新刚度( ) 设置为更新每次迭代时,弹性滑移公差( Slip )属性使用户能够为接触设置允许的弹性滑移值。弹性滑移公差不适用于和 No 。属性选项包括,
1) (程序控制)
默认设置。弹性滑移公差值由程序计算控制。
2)Value(数值)
直接输入 Slip 值。长度量纲,只有非零的正值才有效。
3)(因子)
直接输入比例因子,无量纲。数值必须大于等于0,且小于1.0。
6、 (法向刚度)
定义接触法向刚度。属性选项包括,
1) (程序控制)
默认设置。 由程序计算。如果仅存在或No 接触,则该值设置为10。如果存在任何其他类型的接触,则所有程序控制区域(包括或No )都将使用默认值(实数FKN,0.01~10之间)。
2)(因子)
输入 (法向刚度因子),无量纲。仅支持非零正值。通常的系数范围是0.01 - 10,默认值由程序选择。该值越小,收敛越容易,但穿透量越大。默认值适用于整体变形,如果弯曲变形主导,使用较小的值(0.01 - 0.1)。
3) Value(绝对值)
输入 Value(法向刚度值)。该值有量纲且仅支持正值,量纲与所涉及的接触类型有关。对于面-面接触,单位为N/m^3,对于面-边接触和边-边接触,单位为N/m。
7、 (更新刚度)
能够指定程序是否应在求解期间更新(更改)接触刚度。如果选择刚度更新策略中的任何一个,程序将根据模型的物理特性(即单元应力和穿透量)修改刚度(升高或降低或保持不变)。要使用此属性,需要将接触算法设置为增强拉格朗日( )或 罚函数(Pure ),这两个算法适用于接触刚度。对于Each , 选项,接触算法必须设置为Pure 。指定 (更新刚度)设置的一个优点是,系统会自动确定刚度,收敛和最小穿透兼得。属性选项如下所示,
1) (程序控制)
默认设置。对于两个刚体之间的接触,程序将属性设置为Never,对于所有其他情况,将属性设置为Each 。同上,可以使用 (选项)对话框更改默认值。
2)Never(从不)
关闭程序的自动更新刚度功能。
3)Each (每次迭代)
将程序设置为在每次平衡迭代结束时更新刚度。如果不确定使用法向刚度因子能否获得良好的结果,则建议选择此选项。
4)Each , (每次迭代,激进)
将程序设置为在每次平衡迭代结束时更新刚度,但与Each 相比,此选项允许更激进地更改值范围。
5)Each , (每次迭代,指数)
此选项要求将接触类型设置为或,并将接触算法设置为Pure 。选中后,将显示 at Zero 和 属性。此选项使用指数压力-穿透量关系更新刚度。
8、 Type(约束类型)
属性控制要为接触创建的MPC约束的类型。仅当接触算法设置为 MPC并且 (接触体)或 (目标体)为曲面时,才会显示此项。该属性包括以下选项,
1) (程序控制)
默认设置。对于实体-实体接触,设置“, Only”选项,所有其他接触类型设置“, All ”选项。
2), Only
约束的构造仅用于耦合平移自由度。如果从接触法线到目标曲面找到交点,则为投影约束。
3), Only
表示最常见的曲面接触类型。构建约束以耦合平移自由度和旋转自由度。在大多数类型的曲面接触中,会存在偏移。由于此偏移量,将产生一个力矩。为了获得正确的力矩,旋转/位移自由度必须耦合在一起。如果程序无法检测到目标法线方向上的任何接触,它将采用, 类型,在弹球区域内的任何位置搜索接触。
4),
约束是耦合的,并且可以在弹球区域内的任何位置创建。因此,弹球大小很重要,因为较大的弹球将导致较大的约束集。当希望将一个接触侧完全约束到另一个接触侧时,使用此选项非常有用。
9、 (弹球区域)
使用此选项,可以指定接触搜索范围大小,通常称为 (弹球区域)。默认情况下,程序将弹球区域定义为2D圆或3D球体,其半径为2*接触单元深度(如果是刚-柔接触),1*接触单元深度(如果是柔-柔接触)。一般来说,如果希望将两个可能相距很远的区域在一起,则应指定一个足够大的弹球区域,以确保发生接触。
对于和No 接触类型,在指定较大的弹球区域时必须小心。对于这些类型的接触,在弹球区域内找到的任何区域都将被视为接触;而对于其他类型的接触,这并不那么严重,因为程序会执行额外的计算来确定两个实体是否真正接触。
属性选项包括,
1) (程序控制),默认设置,弹球区域将由程序计算。
2)Auto Value(自动检测值),选项仅适用于自动生成的接触对。弹球区域将等于生成触点时使用的公差值。该值在Auto Value字段中显示为只读。对于自动接触检测区域大于程序控制区域的情况,建议使用自动检测值选项。
3) (弹球半径),仅当 设置为 时,才会显示此选项。
10、 (稳定阻尼因子)
由于单元网格之间或接触单元与目标单元的积分点之间的间隙较小,定义的接触最初可能处于接近打开状态。在分析过程中不会检测到接触实体类设置默认值,并且可能导致接触定义的实体发生刚体运动。稳定阻尼因子提供了一定的阻力,以抑制接触表面之间的相对运动,并防止刚体运动。此因子应用于接触法向,并且仅对、Rough和接触类型有效。阻尼应用于接触状态为打开的每个载荷步。
稳定阻尼因子的值应该足够大以防止刚体运动,但又足够小以确保求解收敛,取1通常是合适的。取非零值,则无论前几个子步的接触状态如何,阻尼始终处于激活状态;零为默认值,则仅对第一个加载步激活阻尼。求解器使用默认值1.0作为稳定性阻尼因子。
参考资料:ANSYS HELP-。