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【ABAQUS系列仿真算例】网格划分、单元类型 和自适应分析案例
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发布时间:2020-04-24 作者: 浏览数:6075
1、接触非线性

接触面上的力意味着在边界条件方程中引入约束。

接触往往是极度不连续的、变化的状态(接触面积、位置、接触力不恒定)。

ABAQUS中通过定义接触对、自接触或通用接触的方式来处理接触非线性问题。

2、三种接触定义方式

Ø 接触对(contact pair):

需要指定两个接触面,即主面与从面

一般刚度大的为主面,刚度一致选网格粗的

Ø 自接触(selfcontact):

只需指定一个接触面

Ø 通用接触(generalcontact):

不需要指定接触面,算法搜索模型中所有可能会发生接触的面,并自动考虑成接触约束

3、接触离散方式

1)点对面(node to surface )

搜索与从面节点位置邻近的主面节点,找出从面节点在主面投影的插值节点,从面的节点与其在主面上的投影节点发生有效接触。General contact不可用

2)面对面(surface to surface)

法向离散从面为多个连续的小平面,接触建立在从面的离散表面和与之邻近的主面上。

3)关于接触穿透:

点对面,互换主从面影响穿透性(主面节点可以穿透从面,反之不可)

面对面,互换主从面穿透性基本不受影响,且穿透较小(可能是单个从面节点穿透主面,但主面不会穿透从面)

4)通常,面对面(Surface to Surface)的离散方式能得到更准确的接触压力和接触应力结果,减少面与面的穿透行为,降低主、从面选择的敏感度。

4、接触属性(力学-法相与切向)

4.1 Mechanical Contact Property-硬接触

默认的接触属性是法向硬接触,切向无摩擦。

•直接(Direct),即拉格朗日乘数法•罚刚度(Penalty)的罚函数•增广拉格朗日乘数法(Augmented Lagrange)

4.2 Mechanical Contact Property-摩擦

一般的接触问题仿真,摩擦系数设置为罚函数公式的各项同性摩擦系数即可,若研究材料细微的表面摩擦特性可以设置别的参数。

5、接触追踪方式(接触表面滑移公式)

5.1有限滑移(Finite sliding)

沿接触表面的节点移动,从面节点可以有较大的滑动位移。

5.2小滑移(Smallsliding)

沿接触表面切线方向的节点移动,从面节点只能有较小的滑动位移。(一般认为接触面网格尺寸的1/10),比如拧紧的螺钉接触问题。

6、案例解析

6.1问题描述

汽车吸能盒缓冲装置,通过金属塑性变形,吸收、转移一部分的撞击动能。避免撞击力过度分散到驾驶舱,造成更大危害。

6.2分析模型

耦合了500kg的刚性板,以25m/s的初速度撞击到吸能盒上,定义general contact。

6.2分析结果


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