Dyna接觸界面設(shè)置

1、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual第第 6 章章 接觸界面接觸界面Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics wit

2、h ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-2 本章目標(biāo)本章目標(biāo)完成本章后完成本章后, 學(xué)員應(yīng)該該能夠定義和使用接觸面學(xué)員應(yīng)該該能夠定義和使用接觸面 1. 對對 ANSYS/LS-DYNA中的接觸有一個(gè)初步了解中的接觸有一個(gè)初步了解 2. 描述了描述

3、了 ANSYS/LS-DYNA中中3種不同的接觸算法種不同的接觸算法 3. 描述了描述了8種不同的接觸類型集合種不同的接觸類型集合 4. 定義如何創(chuàng)建接觸面定義如何創(chuàng)建接觸面 5. 描述了描述了 ANSYS/LS-DYNA中的高級接觸控制中的高級接觸控制 6. 提出提出 ANSYS/LS-DYNA使用接觸的注意事項(xiàng)使用接觸的注意事項(xiàng) 7. 練習(xí)練習(xí).Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS

4、/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-3 接觸面接觸面 概述概述 ANSYS/LS-DYNA 不使用單元定義接觸不使用單元定義接觸. 在在 ANSYS/LS-DYNA 中使用接觸面定義接觸中使用接觸面定義接觸. 通過多達(dá)通過多達(dá) 22 種不同的接觸描述種不同的接觸描述, ANSYS/LS-DYNA 可以可以處理絕大多數(shù)會(huì)遇到的接觸問題處理絕大多數(shù)會(huì)遇到的接觸問題 要要 定義定義 AN

5、SYS/LS-DYNA的接觸的接觸,用戶只需要指定接觸面用戶只需要指定接觸面，接觸類型和一些相關(guān)參數(shù)即可，接觸類型和一些相關(guān)參數(shù)即可.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00

6、132210 JAN 20006-4接觸面接觸面 概述（續(xù)）概述（續(xù)）面對面對22 種不同的接觸類型種不同的接觸類型, 要選擇合適的類型來描述實(shí)際物理系統(tǒng)往往比較要選擇合適的類型來描述實(shí)際物理系統(tǒng)往往比較困難困難.為了選擇合適的接觸類型，往往需要對為了選擇合適的接觸類型，往往需要對ANSYS/LS-DYNA中的接觸集合和算中的接觸集合和算法有深入的理解法有深入的理解.接觸算法是程序用來處理接觸面的方法接觸算法是程序用來處理接觸面的方法. 在在 ANSYS/LS-DYNA中有中有3種算法種算法: 1. Single Surface Contact 2. Nodes to Surface Cont

7、act 3. Surface to Surface Contact一個(gè)接觸集合為具有特別相似特性的接觸類型的集合一個(gè)接觸集合為具有特別相似特性的接觸類型的集合. 在在 ANSYS/LS-DYNA中有中有9種集合種集合:1. General5. Tied with Failure 9. Forming2. Automatic6. Eroding3. Rigid7. Edge4. Tied8. DrawbeadExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS

8、-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-5接觸面接觸面 概述（續(xù)）概述（續(xù)）Single SurfaceNodes to SurfaceSurface to SurfaceGeneralSSNTSSTS, OSTSAutomaticASSC, AGANTSASTSRigidRNTRROTRTiedTDNSTDSSTied wit

9、h FailureTNTSTSTSErodingESSENTSESTSEdgeSEDrawbeadDRAWBEADFormingFNTSFSTS, FOSSExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraini

10、ng Manual00132210 JAN 20006-6單面接觸單面接觸 單面接觸用于當(dāng)一個(gè)物體的外表面與自身接觸或和另一個(gè)物體的外表面接單面接觸用于當(dāng)一個(gè)物體的外表面與自身接觸或和另一個(gè)物體的外表面接觸時(shí)使用觸時(shí)使用. 單面接觸是單面接觸是ANSYS/LS-DYNA中最通用的接觸類型，因?yàn)槌绦驅(qū)⑺阉髂Ｐ椭凶钔ㄓ玫慕佑|類型，因?yàn)槌绦驅(qū)⑺阉髂Ｐ椭械乃型獗砻?，檢查其間是否相互發(fā)生穿透中的所有外表面，檢查其間是否相互發(fā)生穿透. 由于所有的外表面都在搜索范圍內(nèi)由于所有的外表面都在搜索范圍內(nèi), 不需要定義接觸面與目標(biāo)面不需要定義接觸面與目標(biāo)面.在預(yù)先不知接觸情況時(shí)，單面接觸非常有在預(yù)先不知接觸情況時(shí)

11、，單面接觸非常有用用.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-7單面接觸（續(xù)）單面接觸（續(xù)）相對于相對于ANSYS隱式分析隱式分析 , AN

12、SYS/LS-DYNA 的單面接觸不會(huì)非常耗時(shí)的單面接觸不會(huì)非常耗時(shí)。大多數(shù)沖擊與碰撞問題需要定義單面接觸大多數(shù)沖擊與碰撞問題需要定義單面接觸當(dāng)接觸面之間的穿透超過接觸單元厚度的當(dāng)接觸面之間的穿透超過接觸單元厚度的40%時(shí)，單面接觸自動(dòng)釋放接觸，時(shí)，單面接觸自動(dòng)釋放接觸，從而對下列問題造成潛在的問題從而對下列問題造成潛在的問題 : 1. 超薄部分超薄部分 2. 具有低剛度的軟體具有低剛度的軟體 3. 高速運(yùn)動(dòng)物體之間的接觸高速運(yùn)動(dòng)物體之間的接觸單面接觸在單面接觸在 ASCII rcforc 文件中不記錄所有的接觸反作用力文件中不記錄所有的接觸反作用力. 如果需要接觸如果需要接觸反力反力, 可以

13、使用點(diǎn)到面或面到面接觸?？梢允褂命c(diǎn)到面或面到面接觸。有效的接觸類型有有效的接觸類型有 Single Surface, Automatic Single Surface, Automatic General, Eroding Single Surface 和和 Single EdgeExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS

14、-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-8當(dāng)一個(gè)接觸節(jié)點(diǎn)碰到目標(biāo)面時(shí)，點(diǎn)面接觸發(fā)生當(dāng)一個(gè)接觸節(jié)點(diǎn)碰到目標(biāo)面時(shí)，點(diǎn)面接觸發(fā)生. 由于它是非對稱的，所以是最快由于它是非對稱的，所以是最快的算法的算法. 只考慮沖擊目標(biāo)面的節(jié)點(diǎn)。只考慮沖擊目標(biāo)面的節(jié)點(diǎn)。對于點(diǎn)面接觸對于點(diǎn)面接觸, 必須指定接觸面與目標(biāo)面的節(jié)點(diǎn)組元或必須指定接觸面與目標(biāo)面的節(jié)點(diǎn)組元或PART號號。對于預(yù)先已知非常小的接觸面對于預(yù)先已知非常小的接觸面 ，點(diǎn)面接觸十分有效，點(diǎn)面接觸十分有效. 對于節(jié)點(diǎn)

15、接觸剛體同樣可以對于節(jié)點(diǎn)接觸剛體同樣可以使用它使用它.在使用點(diǎn)面接觸時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)在使用點(diǎn)面接觸時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn) :點(diǎn)面接觸記錄所有的接觸反作用力，存在點(diǎn)面接觸記錄所有的接觸反作用力，存在 ASCII 文件文件rcforc中中.有效的接觸類型為有效的接觸類型為 NTS, ANTS, RNTR, TDNS, TNTS, ENTS, DRAW, FNTS TARGET SURFACE CONTACT NODES1. 平面與凹面為目標(biāo)面，凸面為接觸面平面與凹面為目標(biāo)面，凸面為接觸面.2. 粗網(wǎng)格為目標(biāo)面，細(xì)網(wǎng)格為接觸面粗網(wǎng)格為目標(biāo)面，細(xì)網(wǎng)格為接觸面.3. 對于對于Drawbead 接觸接觸,

16、壓延筋總是節(jié)點(diǎn)接觸面壓延筋總是節(jié)點(diǎn)接觸面 ，工件為目，工件為目標(biāo)面標(biāo)面.點(diǎn)面接觸點(diǎn)面接觸Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-9當(dāng)一個(gè)物體

17、的面穿透另一個(gè)物體的面時(shí)，使用面面接觸算法當(dāng)一個(gè)物體的面穿透另一個(gè)物體的面時(shí)，使用面面接觸算法. 面面接觸是完全對稱的，因此接觸面與目標(biāo)面的選擇是任意的面面接觸是完全對稱的，因此接觸面與目標(biāo)面的選擇是任意的.對于面面接觸對于面面接觸, 需要用節(jié)點(diǎn)組元和需要用節(jié)點(diǎn)組元和PART號來定義接觸面和目標(biāo)面號來定義接觸面和目標(biāo)面.節(jié)點(diǎn)可以節(jié)點(diǎn)可以從屬于多個(gè)接觸面從屬于多個(gè)接觸面.面面接觸是一種通用算法面面接觸是一種通用算法 ，通常用于在已知的接觸對象是較大的面時(shí)通常用于在已知的接觸對象是較大的面時(shí).面面接觸算法自動(dòng)記錄所有的接觸反作用力到面面接觸算法自動(dòng)記錄所有的接觸反作用力到 ASCII rcforc

18、 文件中文件中.有效的接觸類型有效的接觸類型 有有 STS, OSTS, ASTS, ROTR, TDSS, TSTS, ESTS, FSTS, FOSSCONTACT AND TARGET DEFINITIONS ARBITRARYV面面接觸面面接觸Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynam

19、ics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-10penetrating nodeShell TOP surfaceShell BOTTOM surfacepenetrating nodeAutomatic ContactGeneral ContactContactRestoring ForceContactRestoring Force自動(dòng)與普通接觸自動(dòng)與普通接觸自動(dòng)接觸與普通接觸的區(qū)別在于對殼單元接觸力的處理方式不同自動(dòng)接觸與普通接觸的區(qū)別在于對殼單元接觸力的處理方式不同 普通接觸在計(jì)

20、算接觸力時(shí)不考慮殼的厚度普通接觸在計(jì)算接觸力時(shí)不考慮殼的厚度.自動(dòng)接觸允許接觸出現(xiàn)在殼元的兩側(cè)自動(dòng)接觸允許接觸出現(xiàn)在殼元的兩側(cè)兩種接觸類型中的殼元接觸力按照如下方法計(jì)算兩種接觸類型中的殼元接觸力按照如下方法計(jì)算:Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DY

21、NADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-11侵蝕接觸侵蝕接觸當(dāng)單元可能失效時(shí)用這種接觸當(dāng)單元可能失效時(shí)用這種接觸. 侵蝕接觸的目的是保證在模型外部的單侵蝕接觸的目的是保證在模型外部的單元失效被刪除后，剩下的單元依然能夠考慮接觸。元失效被刪除后，剩下的單元依然能夠考慮接觸。Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-

22、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-12Contact of the kneesagainst the dashboard剛體接觸剛體接觸接觸接觸 RNTR 和和ROTR 與與 NTS 和和OSTS 類似，除了后者是用線性剛度來阻止類似，除了后者是用線性剛度來阻止穿透，后者是采用用戶定義的力穿透，后者是采用用戶定義的力-變形曲線來阻止穿透。這些通常用于多剛體變形曲線來阻止穿透。這些通常用于

23、多剛體動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué). 變形體與剛體之間的接觸必須用變形體與剛體之間的接觸必須用automatic 或或 eroding contacts.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual

24、00132210 JAN 20006-13邊邊 - 邊接觸邊接觸edge contact 用于殼單元的法線與碰撞方向正交時(shí)。用于殼單元的法線與碰撞方向正交時(shí)。用用 EDCGEN,SE 自動(dòng)選擇所有的邊線自動(dòng)選擇所有的邊線.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/

25、LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-14固連接觸固連接觸 接觸被粘在一起接觸被粘在一起. 當(dāng)網(wǎng)格彼此不匹配時(shí)，可以使用當(dāng)網(wǎng)格彼此不匹配時(shí)，可以使用 (TDNS, TDSS, TSTS, TNTS). 經(jīng)常用于銷栓連接經(jīng)常用于銷栓連接. 當(dāng)使用固連失效時(shí)當(dāng)使用固連失效時(shí) (TSTS, TNTS) ，達(dá)到以下條件時(shí)固連就失效達(dá)到以下條件時(shí)固連就失效:tiedfnfsffffnnfailmssfailm,+121Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics wi

26、th ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-15F = Ffriction+ FbendingDepth of drawbead拉延筋拉延筋（ Drawbead ） 接觸接觸Drawbead contact 通常用于板料成型，用于約束板料的運(yùn)動(dòng)通常

27、用于板料成型，用于約束板料的運(yùn)動(dòng).在類似沖壓的板料成型過程中在類似沖壓的板料成型過程中, 通常會(huì)出現(xiàn)工件與模具之間失去接觸（如起通常會(huì)出現(xiàn)工件與模具之間失去接觸（如起皺）皺）.Drawbead contact 允許使用彎曲和摩擦阻力，用于確保工件在整個(gè)沖壓過允許使用彎曲和摩擦阻力，用于確保工件在整個(gè)沖壓過程中與壓延筋始終保持接觸程中與壓延筋始終保持接觸.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANS

28、YS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-16鈑金成形類鈑金成形類 接觸接觸成型接觸選項(xiàng)：成型接觸選項(xiàng)： forming node to surface (FNTS), forming surface to surface (FSTS) 和和forming one-way surface to surface (FOSS) 是鈑金成形分析中首選的類型是鈑金成形分析中首選的類型.對于這

29、些接觸選項(xiàng)對于這些接觸選項(xiàng), 沖頭與模具通常定義為目標(biāo)面，而工件則定義為接沖頭與模具通常定義為目標(biāo)面，而工件則定義為接觸面觸面.對于這些接觸類型中模具無需網(wǎng)格貫通對于這些接觸類型中模具無需網(wǎng)格貫通, 因此減小接觸定義的復(fù)雜性因此減小接觸定義的復(fù)雜性.模具網(wǎng)格的方向必須一致模具網(wǎng)格的方向必須一致.成型接觸選項(xiàng)基于自動(dòng)接觸類型，因此功能十分強(qiáng)大成型接觸選項(xiàng)基于自動(dòng)接觸類型，因此功能十分強(qiáng)大.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit

30、Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-17接觸面定義接觸面定義在在ANSYS/LS-DYNA中用中用4個(gè)基本步驟來定義接觸個(gè)基本步驟來定義接觸 : Step 1: 選擇適合的接觸類型選擇適合的接觸類型 Step 2: 標(biāo)定接觸實(shí)體標(biāo)定接觸實(shí)體 (對于單面接觸不需要對于單面接觸不需要) Step 3: 指定需要的額外參數(shù)指定需要的額外參數(shù) Step

31、 4: 指定高級接觸控制指定高級接觸控制STEP 1: 決定接觸選項(xiàng)決定接觸選項(xiàng)在在 ANSYS/LS-DYNA 中有大量的接觸類型來定義面面之間的相互作用中有大量的接觸類型來定義面面之間的相互作用. 要定義特定應(yīng)用的接觸選項(xiàng)要定義特定應(yīng)用的接觸選項(xiàng), 參考參考 ANSYS/LS-DYNA 用戶指南與本章中的描述用戶指南與本章中的描述.對于大多數(shù)分析對于大多數(shù)分析, 建議使用建議使用automatic general (AG), nodes to surface (NTS),和和surface to surface (STS) 接觸選項(xiàng)接觸選項(xiàng).Explicit Dynamics with A

32、NSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-18接觸面定義接觸面定義 - Step 2STEP 2: 定義接觸實(shí)體定義接觸實(shí)體除了單面接觸除了單面接觸 (ASSC, AG, SS, ESS,

33、and SE), 所有的所有的 ANSYS/LS-DYNA 接接觸選項(xiàng)要求定義接觸和目標(biāo)面觸選項(xiàng)要求定義接觸和目標(biāo)面.定義接觸與目標(biāo)面有兩種方法定義接觸與目標(biāo)面有兩種方法 :1. 指定節(jié)點(diǎn)組元指定節(jié)點(diǎn)組元 (CM command)2. 指定指定 Part IDs1. 要常見接觸定義中需要的節(jié)點(diǎn)組元要常見接觸定義中需要的節(jié)點(diǎn)組元, 首先選擇接觸面首先選擇接觸面. 然后將面上的節(jié)點(diǎn)定義為組元然后將面上的節(jié)點(diǎn)定義為組元Utility Menu : Select - EntitiesUtility Menu: Select - Comp/Assembly .-Create ComponentExpli

34、cit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-19接觸面定義接觸面定義 - Step 2（續(xù)）續(xù)）2. 要?jiǎng)?chuàng)建接觸定義中使用的要?jiǎng)?chuàng)建接觸定義中使用的 Par

35、t IDs, 首先用首先用EDPART, CREATE創(chuàng)建創(chuàng)建PART在創(chuàng)建完節(jié)點(diǎn)組元和在創(chuàng)建完節(jié)點(diǎn)組元和PART號后，用號后，用 EDCGEN 命令定義接觸命令定義接觸. Preprocessor:LS-DYNA Optns - Part Options Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dy

36、namics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-20接觸面定義接觸面定義 - Step 2（續(xù)）續(xù)） EDCGEN 命令自動(dòng)在接觸面與目標(biāo)面之間生成接觸命令自動(dòng)在接觸面與目標(biāo)面之間生成接觸.Preprocessor: LS-DYNA Options - Contact - Define Contact首先選擇接觸類型與相關(guān)選項(xiàng)首先選擇接觸類型與相關(guān)選項(xiàng)然后指定摩擦系數(shù)然后指定摩擦系數(shù) 對于面面接觸與節(jié)點(diǎn)對于面面接觸與節(jié)點(diǎn)-面接觸面接觸, 會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)會(huì)出現(xiàn)另一個(gè)對話框，然后定義對話框，

37、然后定義 CONTACT 和和 TARGET 面面.對于單面接觸選項(xiàng)對于單面接觸選項(xiàng), 不會(huì)出現(xiàn)第二個(gè)對不會(huì)出現(xiàn)第二個(gè)對話框話框, 因?yàn)椴恍枰x接觸面與目標(biāo)面因?yàn)椴恍枰x接觸面與目標(biāo)面.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNAD

38、YNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-21接觸面定義接觸面定義 - Step 2（續(xù)）續(xù)）STEP 2 (續(xù)續(xù)): 關(guān)于摩擦系數(shù)參數(shù)關(guān)于摩擦系數(shù)參數(shù) 與與 ANSYS 隱式相比隱式相比, ANSYS/LS-DYNA中摩擦的定義靈活地多，摩擦系中摩擦的定義靈活地多，摩擦系數(shù)可以取決于速度數(shù)可以取決于速度 ，可以為總的摩擦力設(shè)置一個(gè)限制值可以為總的摩擦力設(shè)置一個(gè)限制值. 在在 ANSYS/LS-DYNA 中中,摩擦系數(shù)摩擦系數(shù), m mc 如下定義如下定義: m mc = m md + (m ms - m md )e -(DC) (v) 式中式中

39、m m s = 靜態(tài)摩擦系數(shù)靜態(tài)摩擦系數(shù), m m d = 動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù),v = 接觸面之間的相對速度接觸面之間的相對速度.DC = 指數(shù)衰減系數(shù)指數(shù)衰減系數(shù),當(dāng)當(dāng) DC 或或 v = 0, m mc = m ms 最大摩擦力最大摩擦力, Flim, 可以通過粘性摩擦系數(shù)可以通過粘性摩擦系數(shù) VC與接觸面的面積乘積進(jìn)行限制與接觸面的面積乘積進(jìn)行限制: Flim = VC Asegment摩擦系數(shù)限制經(jīng)常用于接觸會(huì)引起塑性流動(dòng)的應(yīng)用中。建議摩擦系數(shù)限制經(jīng)常用于接觸會(huì)引起塑性流動(dòng)的應(yīng)用中。建議 VC = 1.732 s ss, s ss 是接觸是接觸材料的剪切屈服應(yīng)力材料的剪切屈服應(yīng)力

40、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-22接觸面定義接觸面定義 - Step 2（續(xù)）續(xù)）為了避免接觸中不必要的振蕩為了避免接觸中不必要的

41、振蕩, 可以使用接觸阻尼系數(shù)可以使用接觸阻尼系數(shù)VDC 在接觸面垂直方向施加阻尼在接觸面垂直方向施加阻尼.VDC 使實(shí)際頻率轉(zhuǎn)換為臨界頻率的百分比，如使實(shí)際頻率轉(zhuǎn)換為臨界頻率的百分比，如20%，則，則VDC 輸入值應(yīng)為輸入值應(yīng)為 20: x x = VDC x x crit = VDC (2m w w)其中其中 m 是接觸主面的質(zhì)量，是接觸主面的質(zhì)量， w w 自然頻率。自然頻率。VDC 常用于鈑金成形分析中消除振蕩。常用于鈑金成形分析中消除振蕩。所有摩擦參數(shù)所有摩擦參數(shù) (m m s , m m d, DC, VC, and VDC) 可直接由可直接由 EDCGEN 命命令輸入令輸入Expl

42、icit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-23接觸面定義接觸面定義 - Step 3STEP 3: 指定其它參數(shù)指定其它參數(shù)對于一些特殊的接觸種類，需

43、要輸入對于一些特殊的接觸種類，需要輸入EDCGEN中的中的V1-V4參數(shù)參數(shù).下面的表總結(jié)了每種類別需要的額外輸入下面的表總結(jié)了每種類別需要的額外輸入FamilyV1V2V3V4ErodingSymmetry option keyInternal erosion keyAdjacent material keyN/ARigidLCIDForce calc. MethodUnloading stiffnessN/ATiebreakTensile failure forceShear failure forceNormal force exp.Shear force exponentDrawbea

44、dLCID1LCID2Drawbead depth# of Integration Points每個(gè)額外值直接以接觸每個(gè)額外值直接以接觸/目標(biāo)組元目標(biāo)組元或或PART號輸入號輸入.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADY

45、NADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-24列表與刪除接觸列表與刪除接觸由于不創(chuàng)建接觸單元由于不創(chuàng)建接觸單元, 在求解之前非常有必要列出定義的接觸面來確保接觸已經(jīng)正確地定在求解之前非常有必要列出定義的接觸面來確保接觸已經(jīng)正確地定義義.用用EDCLIST命令列出接觸實(shí)體命令列出接觸實(shí)體 Preprocessor: LS-DYNA Options - Contact - List Entities所有定義的接觸實(shí)體連同指所有定義的接觸實(shí)體連同指定的摩擦系數(shù)可以自動(dòng)的列定的摩擦系數(shù)可以自動(dòng)的列出出. 注意到每種接觸定義有一注意到每種接觸定義有一個(gè)參考號個(gè)參考號

46、Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-25列表與刪除接觸（續(xù)）列表與刪除接觸（續(xù)）如果確認(rèn)接觸面的定義不正確，可以使用如果確認(rèn)接觸面的定義

47、不正確，可以使用EDCDELE命令方便地刪除接觸命令方便地刪除接觸當(dāng)使用當(dāng)使用 EDCDELE 命令時(shí)命令時(shí), 必須指定接觸選項(xiàng)和接觸必須指定接觸選項(xiàng)和接觸/目標(biāo)組元或目標(biāo)組元或PART. Preprocessor: LS-DYNA Options - Contact - Delete Entities Contact option Contact component Target componentExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Ex

48、plicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-26Contact #1 Contact #2 Contact #3 畫接觸面畫接觸面使用接觸定義號以及使用接觸定義號以及EDPC命令畫接觸對命令畫接觸對用用 EDCLIST 命令列出接觸，然后用接觸參考號和命令列出接觸，然后用接觸參考號和EDPC命令畫出接觸對命令畫出接觸對指定接觸界面識別號指

49、定接觸界面識別號Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-27高級接觸控制選項(xiàng)高級接觸控制選項(xiàng) - Step 4一旦定義了模型中面與面之間的接

50、觸，在一旦定義了模型中面與面之間的接觸，在 ANSYS/LS-DYNA中有幾個(gè)高級選項(xiàng)控制接中有幾個(gè)高級選項(xiàng)控制接觸觸.幾乎所有的高級接觸選項(xiàng)由幾乎所有的高級接觸選項(xiàng)由EDCONTACT命令控制命令控制. 主要有以下幾項(xiàng)主要有以下幾項(xiàng):Option 1: Controlling the contact search methodOption 2: Controlling contact depthOption 3: Controlling contact stiffnessOption 4: Contact surface birth and death times (EDCGEN comma

51、nd)Option 1: 控制接觸搜索方法控制接觸搜索方法在在 ANSYS/LS-DYNA中中, 有有2種接觸搜尋方式種接觸搜尋方式:a. 網(wǎng)格連貫性搜索網(wǎng)格連貫性搜索 (default for NTS, OSTS, TSTS, TNTS, TDNS)b. 塊方法塊方法 (default for all other types)在網(wǎng)格連貫搜索中在網(wǎng)格連貫搜索中,接觸算法使用相鄰單元共用的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行搜索接觸算法使用相鄰單元共用的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行搜索. 當(dāng)一個(gè)目標(biāo)面與一個(gè)當(dāng)一個(gè)目標(biāo)面與一個(gè)接觸節(jié)點(diǎn)脫離接觸后，相鄰的面被檢查接觸節(jié)點(diǎn)脫離接觸后，相鄰的面被檢查.Explicit Dynamics with AN

52、SYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-28高級接觸控制高級接觸控制 選項(xiàng)選項(xiàng) 1 mesh connectivity 方法非?？欤蠼佑|面的網(wǎng)格是連續(xù)的方法非常快，但要求接觸面的網(wǎng)格是

53、連續(xù)的在在 bucket sort 方法中方法中, 由接觸面所占據(jù)的三維空間被分為許多立方體（由接觸面所占據(jù)的三維空間被分為許多立方體（buckets). 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)可以接觸同一立方體中的任何部分或者相鄰的可以接觸同一立方體中的任何部分或者相鄰的bucket. 接觸節(jié)點(diǎn)可接觸在相同的接觸節(jié)點(diǎn)可接觸在相同的bucket中中或相鄰的或相鄰的bucket中接觸任何目標(biāo)面的部分中接觸任何目標(biāo)面的部分 bucket sort 算法功能十分強(qiáng)大算法功能十分強(qiáng)大, 但是在某種程度上比但是在某種程度上比mesh connectivity tracking要慢要慢, 尤其針對大模型尤其針對大模型.因?yàn)樵S多模型含有

54、不連續(xù)的網(wǎng)格，因此最好使用因?yàn)樵S多模型含有不連續(xù)的網(wǎng)格，因此最好使用EDCONTACT命令的命令的SHTK域?qū)⒔佑|算法域?qū)⒔佑|算法設(shè)置為設(shè)置為bucket sort method :Preprocessor: LS-DYNA Options - Contact - Advanced ControlsExplicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with

55、 ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-29高級接觸控制選項(xiàng)高級接觸控制選項(xiàng) 2Option 2: 控制接觸深度控制接觸深度對于對于 STS, NTS,和和 OSTS的普通選項(xiàng)的普通選項(xiàng), ANSYS/LS-DYNA假定搜索的接觸深度假定搜索的接觸深度 為為 1010. 當(dāng)接當(dāng)接觸節(jié)點(diǎn)穿過目標(biāo)面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與接觸深度成比例的接觸力觸節(jié)點(diǎn)穿過目標(biāo)面時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與接觸深度成比例的接觸力.當(dāng)模型的組件處于連續(xù)的相對運(yùn)動(dòng)時(shí)由于產(chǎn)生假接觸

56、，從而帶來不穩(wěn)定當(dāng)模型的組件處于連續(xù)的相對運(yùn)動(dòng)時(shí)由于產(chǎn)生假接觸，從而帶來不穩(wěn)定. 如果接觸深度很大如果接觸深度很大, 偽接觸力會(huì)呈現(xiàn)無窮大偽接觸力會(huì)呈現(xiàn)無窮大. 如果節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)（滑到）在目標(biāo)面的后面如果節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)（滑到）在目標(biāo)面的后面 ，它會(huì)很快滑到物體外的空，它會(huì)很快滑到物體外的空間中間中. 為了控制接觸深度為了控制接觸深度, 使用使用EDCONTACT命令中的命令中的PENCHK 域域: Preprocessor: LS-DYNA Options -Contact - Advanced Controls通過設(shè)置小穿透檢查為通過設(shè)置小穿透檢查為 ON,程序?qū)⒏鶕?jù)目標(biāo)程序?qū)⒏鶕?jù)目標(biāo)段的厚度搜索接觸

57、深度段的厚度搜索接觸深度.Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNADYNATraining Manual00132210 JAN 20006-30高級接觸控制選項(xiàng)高級接觸控制選項(xiàng) 3Option 3: 控制接觸剛度控

58、制接觸剛度在在 ANSYS/LS-DYNA 中中 penalty method 被用來計(jì)算接觸力被用來計(jì)算接觸力. 在在 penalty method中，中， 一個(gè)一個(gè)彈簧被防在兩個(gè)物體之間，其間的接觸力由下式給出彈簧被防在兩個(gè)物體之間，其間的接觸力由下式給出: 理想情況下，在接觸過程中兩個(gè)面之間應(yīng)該沒有穿透理想情況下，在接觸過程中兩個(gè)面之間應(yīng)該沒有穿透. 這意味著接觸面剛度這意味著接觸面剛度 k= , 從而導(dǎo)致數(shù)值不穩(wěn)定從而導(dǎo)致數(shù)值不穩(wěn)定. ANSYS/LS-DYNA 在材料參數(shù)的基礎(chǔ)上自動(dòng)計(jì)算接觸剛度和接觸段的大小在材料參數(shù)的基礎(chǔ)上自動(dòng)計(jì)算接觸剛度和接觸段的大小. 由此提供的界面剛度一般會(huì)

59、得到理想的接觸效果。由此提供的界面剛度一般會(huì)得到理想的接觸效果。d dFk kd d = 界面穿透量界面穿透量.F = k d d 其中其中k = 接觸界面剛度接觸界面剛度,Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-Explicit Dynamics with ANSYS/LS-DYNADYNADYNADYNADYNAD

60、YNATraining Manual00132210 JAN 20006-31高級接觸控制選項(xiàng)高級接觸控制選項(xiàng) 3 (continued)但是，接觸剛度可以用一個(gè)比例因子但是，接觸剛度可以用一個(gè)比例因子 SFSI 進(jìn)行改變進(jìn)行改變,進(jìn)一步調(diào)整進(jìn)一步調(diào)整 ANSYS/LS-DYNA 的計(jì)算剛的計(jì)算剛度度 (kcalc) ： k = SFSI kcalcSFSI 的缺省值為的缺省值為0.1. 為提高接觸剛度為提高接觸剛度, 可以增加可以增加SFSI 。 但是同時(shí)應(yīng)該防止收斂的不穩(wěn)定但是同時(shí)應(yīng)該防止收斂的不穩(wěn)定. 一般一般在侵蝕接觸分析中增加在侵蝕接觸分析中增加SFSI. 為了控制接觸剛度為了控制接