ANSYS的非线性接触分析

简介：
本课程聚焦于ANSYS软件中的非线性接触问题分析技术，深入探讨接触类型的定义、参数设置及求解技巧，适合从事结构力学仿真工程师学习。 ### ANSYS非线性接触分析知识点详解 #### 一、非线性接触分析概述 - **定义**: 非线性接触分析是指在结构力学中考虑表面之间复杂相互作用的方法，尤其适用于模拟那些加载过程中可能发生接触、分离或滑动现象的结构。 - **特点**: - 接触行为是一种高度非线性的过程，需要较大的计算资源支持。 - 在求解之前难以预测哪些区域会发生接触和分离。 - 摩擦效应进一步增加了问题复杂性和解决难度。 #### 二、接触问题难点 - **未知的接触区**: 加载前无法确定哪部分会相互作用及如何互动。 - **摩擦的影响**：非线性的摩擦力使求解更加困难。 #### 三、接触类型分类 - **刚体与柔体接触**：一个或多个表面被视为刚性，其余为变形材料。如金属成型中模具（刚）和工件（柔）之间的相互作用。 - **柔体对柔体的接触**：两个均能发生形变的部分之间的作用更为常见，例如机械零件间的接触。 #### 四、ANSYS接触能力 ANSYS提供了多种用于不同类型分析的接触单元： - **点到点接触单元**: 适用于已知确切位置的小范围相对滑动。 - **点对面接触单元**： - Contact48Contact49：模拟未知具体位置的点对表面相互作用，适合小滑移情况。 - Contact26：用于柔性体与刚性面之间的接触处理，但不适用有断续性的刚性表面。 - **面对面对接单元**: - 适用于大变形和大规模滑动的情况，并支持协调计算及自然或离散网格引起的不连续。 #### 五、接触分析步骤 1. **模型建立**: 定义几何形状与材料属性等信息。 2. **网格划分**: 对结构进行适当的网格划分处理。 3. **识别可能的接触面**：确定哪些部分可能发生相互作用。 4. **定义接触和目标表面**：根据具体问题选择合适的单元类型以模拟它们之间的关系。 5. **设置单元参数**: 配置必要的关键字及常数等数据输入项。 6. **施加边界条件**: 定义约束与载荷情况。 7. **求解分析**并获取结果。 #### 六、总结 非线性接触问题的解决是一项复杂的任务，涉及多个层面的技术考量。ANSYS作为一种强大的仿真软件，为工程师提供了必要的工具和功能来准确模拟这些复杂现象，并有效应对实际工程中的挑战。理解基本概念和技术细节对于利用ANSYS进行高效的非线性接触分析至关重要。