接触分析高级刚性目标面.ppt
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1、高级刚性目标面,第三章,刚性目标面,当一个面相对其临近的面为刚性面时,柔体刚体接触对能够极大的简化模型. 此接触分析技术较常用. 刚性目标单元 (TARGE169/170) 仅针对面面单元(CONTA171-174) 和点面单元 (CONTA175). 该章节主要考虑模拟刚性目标面时需用到的高级工具选项.,刚性目标面,本章我们考虑以下主题: 导向节点 约束刚性目标面 复杂目标面 创建接触单元,刚性目标面 A.导向节点,刚性面和导向节点相联系,导向节点的移动控制目标面的移动. 导向节点可控制整个刚性目标面. 整个面的力、位移以及转动可以通过导向节点指定. 如果定义了导向节点,那么ANSYS只检查
2、导向节点的边界条件并忽略目标面上其它节点的约束. 导向节点可以直接生成也可以通过mesh一个关键点生成.,导向节点可以在任何位置指定,因此支持刚性面的转动. 只有导向节点可以和其它单元连接,若刚性体有质量,那么可在导向点上再定义一个Mass21单元. 每个目标面只能有一个导向节点.,刚性面转动,刚性目标面 .导向节点,缺省情况下,若满足下列条件,刚性目标面自动被约束: 没有明确的定义边界条件. 目标面没有和其它单元相连接. 没有定义耦合和约束方程.,刚性目标面 B. 约束刚性目标,如果选择自动约束,那么ANSYS对刚性面的约束设置在每个载荷步结束时会被重置。因此重启动分析时需谨慎。 如果选择用
3、户指定,那么用户需要定义刚性目标面的所有正确的边界条件。 如果用户没有定义适当的自由度约束的话,表面会在相应的方向作刚体运动,刚性目标面 .约束刚性目标,ANSYS静态分析中,如果力施加在一个零刚度的自由度上,那么程序将忽略该载荷. 一个初始未施加约束的刚性目标面会产生零刚度. 施加在此类表面导向节点上的力和弯矩将会被忽略. 在这种情况下,可使用弱弹簧单元来增加一个小的刚度,以防止载荷的丢失.,刚性目标面 约束刚性目标,刚性目标可以是基本图元的叠加和综合(例如圆柱、圆台和球体等). 对于任意表面,网格形状不是很重要,但目标单元是否很好的代表了几何结构却至关重要. 过粗略的对目标面离散化会导致收
4、敛困难.,刚性目标面 C. 复杂目标面,对复杂目标面分网的一些建议: 如果刚性目标能够离散成基本图元,那么就使用基本图元. (更少的单元且更有效.) 尽可能使用映射网格. 如果面的某边无曲率,那么指定单元分割数. 对较平坦的面使用低阶目标单元,若面的曲率较大则使用高阶单元.,刚性目标面 .复杂目标面,以下为一个刚性面使用低阶单元和高阶单元的例子. 低阶单元占机时较少,但需要较多数量的单元. 高阶单元占机时较多,但需要较少数量的单元.,低阶单元,高阶单元,刚性目标面 .复杂目标面,对与使用高阶单元分网或低阶单元分网的目标面,目标节点都可采用局部坐标系. 这使得目标面在分析中能够改变形状. 例如,
5、要模拟一个膨胀的圆柱体可采用如下几步: 使用高阶四边形单元分网 旋转节点坐标系至柱坐标系 给节点施加径向位移使圆柱体膨胀,刚性目标面 .复杂目标面,在大滑动问题中,尖的突角会导致收敛困难. 对线或面进行倒角以防止尖角的出现. 使用KEYOPT(4)改变接触探测的位置. 或者在尖角处增加点面接触.,刚性目标面 .复杂目标面,有时因为目标面不是足够的大,使得接触单元从刚性目标面上滑落. 为解决这个潜在问题,采用目标面延伸参数可使得目标面足够大以保证接触状态不变. 缺省值为目标单元长度的10% 接触探测的位置设为节点时该选项才可使用,刚性目标面 .复杂目标面,刚性目标面 D.创建接触单元,接触向导是
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