一般的接触分类2ANSYS接触能力2点一点接触单元2点一面接触单元2面一面的接触单元3执行接触分析3面一面的接触分析3接触分析的步骤：4步骤1:建立模型，并划分网格4步骤2：识别接触对4步骤2：指定接触面和目标面4步骤4：定义刚性目标面5步骤5：定义柔性体的接触面8步骤6：设置实常数和单元关键字9步骤7：控制刚体目标的运动19步骤8：给变形体单元加必要的边界条件20步骤9：定义求解和载荷步选项20第十步：检查结果21点一面接触分析23点一面接触分析的步骤24点一点的接触32接触分析实例（GUI方法）35非线性静态实例分析（命令流方式）37接触分析接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不 知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随 载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要 计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使 问题的收敛性变得困难。一般的接触分类接触问题分为两种基本类型：刚体一柔体的接触，半柔体一柔体 的接触，在刚体一柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚 体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种 软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体一柔体的接触， 许多金属成形问题归为此类接触，另一类，柔体一柔体的接触，是一 种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的 刚度）。ANSYS接触能力ANSYS支持三种接触方式：点一点，点一面，平面一面，每种接 触方式使用的接触单元适用于某类问题。为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会 相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一 个结点。如果相互作用的其中之一是一个面，模型的对应组元是单元， 例如梁单元，壳单元或实体单元，有限元模型通过指定的接触单元来 识别可能的接触匹对，接触单元是覆盖在分析模型接触面之上的一层 单元，至于ANSTS使用的接触单元和使用它们的过程，下面分类详述。点一点接触单元点一点接触单元主要用于模拟点一点的接触行为，为了使用点一 点的接触单元，你需要预先知道接触位置，这类接触问题只能适用于 接触面之间有较小相对滑动的情况（即使在几何非线性情况下）如果两个面上的结点一一对应，相对滑动又以忽略不计，两个面 挠度（转动）保持小量，那么可以用点一点的接触单元来求解面一面 的接触问题，过盈装配问题是一个用点一点的接触单元来模拟面一与 的接触问题的典型例子。点一面接触单元点一面接触单元主要用于给点一面的接触行为建模，例如两根梁 的相互接触。如果通过一组结点来定义接触面，生成多个单元，那么可以通过 点一面的接触单元来模拟面一面的接触问题，面即可以是刚性体也可 以是柔性体，这类接触问题的一个典型例子是插头到插座里。使用这类接触单元，不需要预先知道确切的接触位置，接触面之 间也不需要保持一致的网格，并且允许有大的变形和大的相对滑动。Contact48和Contact49都是点一面的接触单元，Contact26用 来模拟柔性点一刚性面的接触，对有不连续的刚性面的问题，不推荐 采用Contact26因为可能导致接触的丢失，在这种情况下，Contact48 通过使用伪单元算法能提供较好的建模能力。面一面的接触单元ANSYS支持刚体一柔体的面一面的接触单元，刚性面被当作“目 标”面，分别用Targe169和Targe170来模拟2D和3D的“目标” 面，柔性体的表面被当作“接触”面，用 Conta171,Conta172,Conta173,Conta174 来模拟。一个目标单元和一 个接单元叫作一个“接触对”程序通过一个共享的实常号来识别“接 触对”，为了建立一个“接触对”给目标单元和接触单元指定相同的 实常的号。与点一面接触单元相比，面一面接触单元有好几项优点，支持低阶和高阶单元.支持有大滑动和摩擦的大变形，协调刚度阵计算，单元提法不 对称刚度阵的选项。提供工程目的采用的更好的接触结果，例如法向压力和摩擦应 力。没有刚体表面形状的限制，刚体表面的光滑性不是必须允许有 自然的或网格离散引起的表面不连续。.与点一面接触单元比，需要较多的接触单元，因而造成需要较 小的磁盘空间和CPU时间。.允许多种建模控制，例如：绑定接触.渐变初始渗透目标面自动移动到补始接触.平移接触面（老虎梁和单元的厚度）支持死活单元使用这些单元，能模拟直线（面）和曲线（面），通常用简单的 几何形状例如圆、抛物线、球、圆锥、圆柱采模拟曲面，更复杂的刚 体形状能使用特殊的前处理技巧来建模。执行接触分析不同的接触分析类型有不同的过程，下面分别讨论面一面的接触分析在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面而把另一个作为“接触”面，对刚体一柔体的接触，“目标”面总 是刚性的，“接触”面总是柔性面，这两个面合起来叫作“接触对” 使用Targe169和Conta171或Conta172来定义2-D接触对，使用 Targe170和Conta173或Conta174来定义3-D接触对，程序通过相 同的实常收号来识别“接触对”。接触分析的步骤：执行一个典型的面一面接触分析的基本步骤列示如下：1. 建立模型，并划分网格2. 识别接触对3. 定义刚性目标面4. 定义柔性接触面5. 设置单元关键字和实常的6. 定义/控制刚性目标面的运动7. 给定必须的边界条件8. 定义求解选项和载荷步9. 求解接触问题10. 查看结果步骤1:建立模型，并划分网格在这一步中，你需要建立代表接触体几何形状的实体模型。与其 它分析过程一样，设置单元类型，实常的，材料特性。用恰当的单元 类型给接触体划分网格。命令：AMESHVMESHGUI: Main MenuPreprocessormeshMapped3 or4 SidedMain MenuPneprocessormeshmapped4 or 6 sided步骤二：识别接触对你必须认识到，模型在变形期间哪些地方可能发生接触，一是你 已经识别出潜在的接触面，你应该通过目标单元和接触单元来定义它 们，目标和接触单元跟踪变形阶段的运动，构成一个接触对的目标单 元和接触单元通过共享的实常号联系起来。接触环（区域）可以任意定义，然而为了更有效的进行计算（主 要指CPU时间）你可能想定义更小的局部化的接触环，但能保证它足 以描述所需要的接触行为，不同的接触对必须通过不同的实常数号来 定义（即使实常数号没有变化）。由于几何模型和潜在变形的多样形，有时候一个接触面的同一区 域可能和多个目标面产生接触关系。在这种情况下，应该定义多个接 触对（使用多组覆盖层接触单元）。每个接触对有不同的实常数号。步骤三：定义刚性目标面刚性目标面可能是2D的或3D的。在2D情况下，刚性目 标面的形状可以通过一系列直线、圆弧和抛物线来描述，所有这些都 可以用TAPGE169来表示。另外，可以使用它们的任意组合来描述复 杂的目标面。在3D情况下，目标面的形状可以通过三角面，圆柱面，圆锥 面和球面来推述，所有这些都可以用TAPGE170来表示，对于一个复 杂的，任意形状的目标面，应该使用三角面来给它建模。控制结点（Pilot）刚性目标面可能会和“pilot结点“联系起来，它实际上是一个 只有一个结点的单元，通过这个结点的运动可以控制整个目标面的运 动，因此可以把pilot结点作为刚性目标的控制器。整个目标面的受 力和转动情况可以通过pilot结点表示出来，“pilot结点”可能是 目标单元中的一个结点，也可能是一个任意位置的结点，只有当需要 转动或力矩载荷时，“pilot结点”的位置才是重要的，如果你定义 了 “pilot结点”ANSYS程序只在“pilot结点”上检查边界条件， 而忽略其它结点上的任何约束。对于圆、圆柱、圆锥、和球的基本图段，ANSYS总是使用条一个 结点作为“pilot结点基本原型你能够使用基本几形状来模拟目标面，例如：“圆、圆柱、圆锥、 球。直线、抛物线、弧线、和三角形不被允许、虽然你不能把这些基 本原型彼此合在一起，或者是把它们和其它的目标形状合在一起以便 形成一个同一实常数号的复杂目标面。但你可以给每个基本原型指定 它自己的实常的号。单元类型和实常数在生成目标单元之前，首先必须定义单元类型（TARG169或 TARG170）。命令：ETGUI:mainmenupreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete随后必须设置目标单元的实常数。命令：RealGUI:main mennpreprocessorreal constants对TARGE169和丁入日6170仅需设置实常数R1和R2，而只有在使 用直接生成法建立目标单元时，才需要从为指定实常数R1、R2，另 外除了直接生成法，你也可以使用ANSYS网格划分工具生成目标单 元，下面解释这两种方法。使用直接生成法建立刚性目标单元为了直接生成目标单元，使用下面的命令和菜单路径。命令：TSHAPGUI:mainmenupreprocessormodeling-createElementsElem Attributes 随后指定单元形状，可能的形状有： straight line (2D) parabola (2-D) clockwise arc(2-D) counterclokwise arc (2-D) circle(2-D) Triangle (3-D) Cylinder (3-D) Cone (3-D) Sphere (3-D) Pilot node (2-D 和 3-D)一旦你指定目标单元形状，所有以后生成的单元都将保持这个形 状，除非你指定另外一种形状。 然后你就可以使用标准的ANSYS直接生成技术生成结点和单元。命令：NEGUI: main menupnoprocessor modeling- create nodes mainmenupnoprocessormodeling-createElements在建立单元之后，你可以通过列示单元来验证单元形状命令：ELISTGUI: utility menulistElementsNodes+Attributes 使用ANSYS网格划分工具生成刚性目标单元你也可以使用标准的ANSYS网格划分功能让程序自动地生成目 标单元，ANSYS程序将会以实体模型为基础生成合适的目标单元形状 而忽略TSHAP命令的选项。为了生成一个“PILOT结点”使用下面的命令或GUI路径：命令：KmeshGUI: main menuproprocessormeshing-meshkeypoints 注意：KMESH总是生成“PILOT结点” 为了生成一个2D目标单元，使用下面的命令和6少 路径： ANSYS在每条直线上生成一条单一的线，在样条曲线上生成抛物 线部分，在每条圆弧和倒角上生成圆弧部分，如果所有的圆弧形成一个封闭的圆，ANSYS生成一个单一的圆段。命令：LMESHGUI: main menupneprocessormesling-meshl