ABAQUS接触分析

窗体顶端 用户名:    密码: 登录 窗体底端 注册 布袋子 在浩瀚的网络海洋中捡拾   主页博客相册|个人档案 |好友 |i贴吧   查看文章   转：ABAQUS中的接触分析 2009-07-21 16:30 1、 塑性材料和接触面上都不能用C3D20R和C3D20，这可能是你收敛问题的主要原因。如果需要得到应力，可以使用C3D8I (在所关心的部位要让单元角度尽量接近90度)，如果只关心应变和位移，可以使用C3D8R, 几何形状复杂时，可以使用C3D10M。 2、 接触对中的slave surface应该是材料较软，网格较细的面。 3、 接触面之间有微小的距离，定义接触时要设定“Adjust=位置误差限度”，此误差限度要大于接触面之间的距离，否则ABAQUS会认为两个面没有接触：*Contact Pair, interaction="SOIL PILE SIDE CONTACT", small sliding, adjust=0.2. 4、 定义tie时也应该设定类似的position tolerance: *Tie, name=ShaftBottom, adjust=yes, position tolerance=0.1 5、 msg文件中出现zero pivot说明ABAQUS无法自动解决过约束问题，例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了tie，又定义了contact, 出现过约束。解决方法是在选择tie或contact的slave surface时，将类型设为node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点。 6、 接触定义在哪个分析步取决于你模型的实际物理背景，如果从一开始两个面就是相接触的，就定义在initial或你的第一个分析步中；如果是后来才开始接触的，就定义在后面的分析步中。边界条件也是这样。 7、 用*CONTROL设了允许的迭代次数18，意思是18次迭代不收敛时，才减小时间增量步（ABAQUS默认的值是12）。一般情况下不必设置此参数，如果在msg文件中看到opening和closure的数目不断减小（即迭代的趋势是收敛的），但12次迭代仍不足以完全达到收敛，就可以用*CONTROL来增大允许的迭代次数。 8、 桩头掉在了地下，说明接触定义得不正确。可能接触面的距离还是大于*contact pair 中的adjust=0.02, 可改为adjust=0.2 9、 原则上，90度的圆弧应该划分10个单元，适当少一些可能也行。 *contact pair中的adjust=0.005，还是太小，在后处理时可以看到，接触面之间的距离大于0.005。把adjust设置大一些没关系，比如adjust=0.1。 10、 网格不好也可能产生过约束问题，不要只考虑边界条件啊！ NUMERICAL SINGULARITY WHEN PROCESSING NODE 15294 D.O.F. 2 RATIO =2.48305E+11", 说明NODE 15294 所在的实体在方向2上出现无限大的刚体位移。可以在此实体上的任意一点和地面之间定义一个很软的弹簧，以消除刚体位移。方法是：interaction模块，菜单special / springs-dashpots / create, 选connect points to ground, 选节点，Degree of freedom 设为出现了刚体位移的自由度，spring stiffness为一个较小的值（太小则不足以消除刚体位移，太大则会影响变形如果多个方向上出现了刚体位移，就要分别在相应的方向上各定义一个弹簧。 spring 所在的节点在弹簧方向的位移乘以spring stiffness，就是弹簧所分担的载荷，它应该远远小于在此方向上的外载荷。如果模型位移很小，我常常把spring stiffness设为1. 11、ABAQUS/Standard中对于主从面选择的硬性: ​ 解析刚性面必须是主面 ​ 节点面（node-based surface）只能是从面，也只能用在点面接触中 ​ 从面必须位于可变形体上或者可变形的刚体上 ​ 主面和从面都不能纯粹的刚性面，除非刚性面可变形 12 一般规定 主从面的选择对于点面接触非常重要，对于同等网格密度的面面接触也非常重要，总的来说在点面接触中要更加慎重，影响更大。 （1）小面为从面； （2）相同刚度（不要仅从弹性模量角度，要从刚度角度，比如大E的壳比小E的块要软）的选择单元粗的作为主面； （3）刚度和网格密度都差不多，面对选择不太明确。 主从面的选择对结果的影响，点面接触大于面面接触；但是如果两个面对网格一样粗，面的选择对面面接触影响较大（如果从面比主面粗，计算量非常大） 结论：尽量保证主面a刚度大，b网格粗，c面积大，如果这三个因素之间有矛盾，比如刚度与面积之间有冲突，优先大刚度，刚度与网格粗有矛盾优先大刚度，粗网格、面积小时，把该面选作从面，这样的计算量只与从面片的个数成正比，计算量小。总之，a刚度大，其次b网格粗，再次保证c面积大。 13、面面接触对：不要群对群，而要面对面      在abaqus中，接触对一定要逐个逐个地建立，而不要一群一群地建立接触对，比如模型中存在5处接触，则应该建立五个master-slave接触对，而不应该将5处master面建立成一个主面，5处slave面建立一个从面，这样做的话几乎不能收敛，这一点在接触较多的实例中特别重要。 14、了解Discretization method: surface-to-surface   node-to-surface       这一点也非常重要，不同的离散方法各有优缺点，他们的比较见该链接hi.baidu.com/zhjiaqing/blog/item/4f74f4d835e9c33032fa1c38.html 15、合理确定主从面并考虑网格影响       记住一条：主面尽量保证刚硬，尽量保证网格较粗。 16、摩擦力的调整比较重要。(太小不易收敛)       很多情况下需要通过摩擦力来消除刚体位移，这是摩擦系数如果设的太小的话会出现不收敛的情况，这是可以适当增加摩擦系数。 17、简化模型，效果奇特。(删除不必要的细节)      千里之堤毁于蚁穴。模型中不必要的细节有时对于总体网格质量有较大影响，为何不舍小取大删除这些细节，不要为不必要的细节降低了整体网格和计算质量。 类别：Abaqus | | 分享到i贴吧 | 浏览(284) | 评论 (0)   网友评论： 窗体顶端 窗体底端 窗体顶端 发表评论：   内　容： 插入表情 ▼ 闪光字         取消回复 窗体底端       ©2011 Baidu 窗体顶端 用户名:    密码: 登录 窗体底端 注册 香山老妪的空间   主页博客相册|个人档案 |好友 |i贴吧   查看文章   ABAQUS有限元接触分析的基本概念 2011-01-19 20:02 中国易修网维修书城推荐书籍之：ABAQUS有限元接触分析的基本概念 16.1.1  点对面离散与面对面离散 【常见问题16-1】     在ABAQUS/Standard分析中定义接触时，可以选择点对面离散方法(node-to-surface-dis- cre-tization)和面对面离散方法(surface-to-surface discretization)，二者有何差别? 『解答』     在点对面离散方法中，从面(slave surface)上的每个节点与该节点在主面(master surface)上的投影点建立接触关系，每个接触条件都包含一个从面节点和它的投影点附近的一组主面节点。     使用点对面离散方法时，从面节点不会穿透(penetrate)主面，但是主面节点可以穿透从面。     面对面离散方法会为整个从面(而不是单个节点)建立接触条件，在接触分析过程中同时考虑主面和从面的形状变化。可能在某些节点上出现穿透现象，但是穿透的程度不会很严重。 在如图16-l和图16-2所示的实例中，比较了两种情况。         1）从面网格比主面网格细：点对面离散(图16-1a)和面对面离散(图16-2a)的分析结果都很好，没有发生穿透，从面和主面都发生了正常的变形。     2）从面网格比主面网格粗：点对面离散(图16-1b)的分析结果很差，主面节点进入了从面，穿透现象很严重，从面和主面的变形都不正常；面对面离散(图16-2b)的分析结果相对较好，尽管有轻微的穿透现象，从面和主面的变形仍比较正常。        从上面的例子可以看出，在为接触面划分网格时需要慎重，无论使用点对面离散还是面对面离散，都应尽量保证从面网格不能比主面网格粗。关于从面和主面的选择方法，请参见《实例详解》第5.2.2节“定义接触对”。     选用离散方法时，还应考虑以下因素。     1）一般情况下，面对面离散得到的应力和压强的结果精度要高于点对面离散。     2）面对面离散需要分析整个接触面上的接触行为，其计算代价要高于点对面离散。一般情况下，二者的计算代价相差不是很悬殊，但在以下情况中，面对面离散的计算代价将会大很多：     ① 模型中的大部分区域都涉及到接触问题。        ② 主面的网格比从面的网格细化很多。     ③ 接触对中包含了多层壳，一个接触对中的主面是另一接触对中的从面。     3）如果从面是基于节点的(即从面类型为Node Region，而不是Surface)，则不能使用面对面离散化方法。     相关内容的详细介绍，请参见ABAQUS 6.7帮助文档《ABAQUS Analysis User's Manual》第29.2.1节“Defining contact pairs in ABAQUS/Standard”。 【常见问题16-2】     提交ABAQUS/Standard分析作业后，为何在MSG文件中看到以下提示信息：     CONTACT PAIR(ASSEMBLY-BLANKBO T，ASSEMBLY_TIE-1_DIEDURF)NODE BLANK- 1.5IS     OVERCLOSED BY 0.0512228 WHICH IS TOO SEVERE．(出现了严重的过盈接触) 『解答』        可以从以下几个方面查找原因：     1）如果上述提示信息中所提到的接触面是刚体、壳单元、膜单元、梁单元或桁架单元上的面，则有可能是在定义此接触面时没有选择正确的发生接触的那一侧，即接触面的法线方向错误。 提示：对于可变形的实体单元，ABAQUS/CAE会自动选择正确的法线方向（指向实体的外部）。     当接触面的法线方向错误时，如果使用了点对面离散，会在MSG文件中看到上述提示信息，分析无法收敛。如果使用了面对面离散，不会出现上述提示信息，分析仍然可以完成，但分析结果是异常的（例如出现严重的穿透现象）。 在Visualization功能模块中可以显示接触面的法线方向，方法是单击 (Common Options)按钮，在Normals标签页下选中Show normals（如图16-3所示），并且要注意选择Onsurfaces（面的法向），而不是On elements（单元的方向）。另外，在云纹图的模式下不能显示解析刚体表面的法向，只有在未变形图或变形图的模式下才可以显示。   图16-3  显示接触面的外法线方向     一对接触面的法向应该是互相指向对方的，第16.3.2节“接触分析综合实例2”提供了一个接触面法线方向定义错误的实例。      2）如果接触面的法线方向是正确的，但分析仍无法收敛，应检查模型中的过盈量是否太大。如果存在此问题应修改模型，令过盈量从O开始逐渐增大，例如，可以使用，CONTACT INTERFERENCE和线性递增的幅值曲线定义过盈接触，详见《实例详解》第5.2.4节“设定接触面之间的距离或过盈量”。     3）如果接触面的法线方向是正确的，这种“过盈量太大”的信息只是在MSG文件中偶尔出现，而且出现此信息的分析步最终能够收敛，分析结果也一切正常，就没有问题。     在接触分析的求解过程中，ABAQUS/Standard会迭代尝试各种可能的位移状态，如果某个位移状态造成过盈量太大，ABAQUS/Standard就会显示上述提示信息，然后尝试另外一个位移状态。换言之，这个太大的过盈量有可能仅仅是ABAQUS/Standard在尝试求解过程中的一个中间状态，并不一定是模型本身存在错误。     在《实例详解》第6.4节“实例3：弯曲成形过程模拟”的实例中，就可以在随书光盘的以下MSG文件中看到类似的“过盈量太大”的提示信息：\Dem06-Forming\Analysis Results\ Forming.msg。 16.1.2  有限滑动和小滑动 【常见问题16-3】     什么是有限滑动（finite sliding）和小滑动（small sliding）? 『解答』     在ABAQU S/Standard分析中定义接触时，有两种判断接触状态的跟踪方法可供选择：     1）有限滑动。如果两个接触面之间的相对滑动或转动量较大（例如，大于接触面上的单元尺寸），就应该选择有限滑动，它允许接触面之间出现任意大小的相对滑动和转动。在分析过程中，ABAQUS将会不断地判断各个从面节点与主面的哪一部分发生了接触，因此计算成本较高。     在使用有限滑动、点对面离散时，应尽量保证主面是光滑的，否则主面的法线方向会出现不连续的变化，容易出现收敛问题。在主面的拐角处应使用过渡圆弧，并在圆弧上划分足够数量的单元。     在使用点对面离散时，如果主面是变形体或离散刚体的表面，ABAQUS/Standard会自动对不光滑的主面做平滑（Smoothing）处理，默认的平滑系数为0.2。面对面离散则没有这种平滑功能，因此如果工程实际要求主面必须有尖角，使用点对面离散可能会比面对面离散更容易收敛。     2）小滑动。如果两个接触面之间的相对滑动或转动量很小（例如，小于接触面上单元尺寸的20％），就可以选择小滑动。在分析开始时刻，ABAQUS就确定了各个从面节点与主面是否接触、与主面的哪个区域接触，并在整个分析过程中保持这些关系不变，因此计算成本较低。     关于有限滑动和小滑动的详细介绍，请参见《实例详解》第5.2.3节“有限滑移和小滑移”和ABAQUS6.7帮助文档《ABAQUS Analysis User's Manual》第29.2.2节“Contactformul- ation for ABAQUS/Standard contact pairs”。 【常见问题16-4】     分析接触问题时，是否必须在Step功能模块中打开几何非线性开关（将Nlgeom设为ON）？ 『解答』      只有分析几何非线性问题（大位移、大转动、初始应力、几何刚化或突然翻转等）时才需要将Nlgeom设为ON。接触分析是非线性问题，但不一定是几何非线性问题，常见的情况有以下几种：     1）如果接触面之间会发生较大的相对位移或转动，则定义接触时应选择有限滑动，并将Nlgeom设为ON。     2）如果接触面之间的相对位移和转动都很小，模型各处都不会发生大的位移或转动，则定义接触时应选择小滑动，并将Nlgeom设为OFF。     3）如果接触面之间的相对位移和转动都很小，但模型出现了大的位移或转动（例如刚体转动），则定义接触时应选择小滑动，并将Nlgeom设为ON。     将Nlgeom设为ON可能会增加模型收敛的难度，增加计算成本。但如果模型发生了大的位移或转动，而仍将Nlgeom设为OFF，也可能导致计算不收敛。       关于非线性问题的详细介绍，请参见本书第15.1节“线性分析与非线性分析”。 【常见问题16-5】     壳或膜单元都是有厚度的，但在ABAQUS/CAE中它们被显示为无厚度的面。在ABAQUS/Standard中为它们定义接触时，是否需要让接触面之间保留一定距离，以体现其厚度? 『解答』       有以下几种可能的情况：   1）如果选择了点对面离散的小滑动、面对面离散的小滑动或面对面离散的有限滑动，默认情况下ABAQUS/Standard会考虑壳或膜的厚度，在建模时应根据厚度让接触面之间保留相应的距离。如果希望忽略壳和膜的厚度，可以在定义接触时选中Exclude shell/membrane element thickness。 提示：默认情况下，壳或膜在ABAQUS/CAE中的面是它们的中性面。如果需要，可以偏置此面，相关内容请参见ABAQUS6.7帮助文档《ABAQUS Analysis User’s Manual》第23.6.3节“Defining the initial geometry of conventional shell elements”。 2）如果选择了点对面离散的有限滑动，或者从面类型是基于节点的，则无法考虑壳或膜的厚度。 本节第16.3节“ABAQUS/Standard接触分析综合实例”中的【综合实例16.21演示了一个具体的例子。     以上内容节选于机械工业出版社机械分社出版的： 《ABAQUS有限元分析常见问题解答》 *Contact pair：定义接触对 (该选项用来定义由曲面或节点集形成的接触对), 产品：standard/explicit 必须参数： Interaction：设置该参数等于*Surface Interaction属性名，来定义相关接触对的属性。 B可选参数： Adjust：设置该参数等于节点集名或一个数值来调整曲面的初始位置。该调整在分析的开始阶段被指定而且不产生任何约束。该参数对于TIED接触是必须的。该参数不允许自接触。 Extension zone：设置该参数等于片段端部的一小段或主面上延长的小边，以避免数值错误。该值必须在0.0到0.2之间，默认是0.1。该参数只影响node-to-surface的接触。 HCRIT：设置该参数等于一个距离，使得在程序放弃当前增量步并且以一个小增量步重试前，从面上的一个点必须穿透主面。默认的HCRIT是从面上典型单元长度的一半。该参数不能用于有限滑动finite-sliding、面对面接触surface-to-surface的接触对。 No Thickness：该参数在接触计算时忽略曲面厚度影响。该参数只影响接触方程并且默认是考虑曲面厚度的，不能用于有限滑动finite-sliding、面对面接触surface-to-surface的接触对。 Small Sliding：表面是小滑动，不允许自接触。 Smooth：该参数为节点到面的变形体或刚性主面设置平滑值。在0.0~0.5之间，默认是 0.2。只用于节点到面接触。 Tied：表明是绑定。此时需要ADJUST参数。; Type：TYPE=node to surface(默认)，则接触约束系数依据从节点投影到主面上的点处的插值函数产生。  设置Type=surface to surface，则产生接触约束系数以优化应力精确度，基于节点的曲面忽略该参数。 ` 数据行： 第一行： 1、从面名 2、主面名。如果忽略主面名或与从面名相同，程序会认为是自接触。 3、可选的定位名，指定从面上切线滑动方向 4、可选的定位名，指定主面上切线滑动方向 定义explicit中的接触： CPSET：设置该参数等于接触对的名称。CPSET可以有*clearance或*contact controls选项，这些选项可以调整算法控制参数。也可通过*contact output选项指定输出。 interaction：设置属性名! mechanical constraint：设置该参数等于强迫接触约束的方法名。  =kinematic(默认)，选择运动学方法； =penalty，选择罚函数法。 Op：设置OP=ADD(默认)添加新的接触对到已存的接触对集中，设置OP=delete则从激活接触对集中移除接触对 small sliding：选择小滑动只能用在第一个step中而且是kinematic约束方法。 ! Cweight：为接触面设置权系数。 数据行： 1、第一个面的名称 2、第二个面的名字，如果空缺或是与第一个面名相同，则explicit认为是自接触。    来源：[http://www.jdzj.com]机电之家·机电行业电子商务平台！ 类别：默认分类 | | 添加到搜藏 | 分享到i贴吧 | 浏览(63) | 评论 (0)   上一篇：ABAQUS TRUSS预应力例题    下一篇：ABAQUS接触问题分析   相关文章： • 课程大全/工学/工程计算类/有限...　　　　　　　　　 • ABAQUS在冲压成形有限元模拟里面...   最近读者： 登录后，您就出现在这里。     yum_m 630628621 xrf168 xutaoneu freemoonhit rainysunspring zhangtai2001 luo_yd   网友评论： 窗体顶端 窗体底端 窗体顶端 发表评论：   内　容： 插入表情 ▼ 闪光字         取消回复 窗体底端       ©2011 Baidu