在工程和物理模拟中是指两个表面在一定条件下相互作用的现象,创建接触是为了模拟实际物理接触条件,确保分析结果的准确性。
Optistruct接触类型包括:
绑定接触(Tie)、静摩擦系数接触(Frictional)、STICK接触(模拟两个表面之间粘结在一起,没有相对滑动)、SLIDE接触(允许两个表面之间有相对滑动,适用于需要模拟摩擦和滑动的情况)、FREEZE接触(强制两个表面之间没有相对位移,即使在受到外力作用时也是如此)、接触属性接触(通过设置,如下图所示)
选择接触主面的原则:
选择接触主面(Master surface)和从面(Slave surface)是接触分析中的一个关键步骤,以下是一些基本原则:
1. 刚度原则:通常应选择刚度较大的面作为主面,刚度较小的面作为从面。这样可以减少计算量并提高求解的稳定性。
2. 网格密度:如果两个接触面的刚度相似,应选择网格较粗的面作为主面,网格较细的面作为从面。
3. 几何特征:凸面或平直面通常定义为主面,而凹面或曲面定义为从面。
4. 材料特性:在异种材料接触的情况下,较软的材料面应定义为从面。
5. 接触面的相对大小:较大的面通常定义为目标面,较小的面定义为接触面。
在实际操作中,可能需要根据具体的模型和分析需求对这些原则进行适当的调整。例如,如果两个接触面的刚度非常接近,可能需要考虑其他因素,如网格质量或接触面的几何特征,来决定哪个面作为主面。
在HyperMesh中,还可以通过设置接触对的属性来进一步细化模拟,例如
定义接触面的法向和切向、设置搜索距离、设置摩擦系数,设置穿透和间隙调整值,接触方式的选择N2S、S2S等,可支持的参数如图所示,通过切换不同的属性定义方式,下方的控件有所变化。
创建接触:
1. 定义接触对:首先需要定义主接触面(Master)和从接触面(Slave)。这通常通过创建Entity Sets或者 set segment来完成,选择相应的节点或单元集 合。
这里需要多提一下,也是客户所遇到的问题,就是选择实体单元表面后,创建的接触尖端并没有在同一个面。这个原因在于单元的法向错误,在经典界面下,可以通过2D>composites,矫正实体单元的法向。正常情况下2D单元大家可以很直观的通过调整单元法向来调整,实际上实体单元也是一样的。
2. 设置接触类型或者定义接触属性:在OptiStruct中,接触类型可以在 CONTACT 卡片中定义,常见的接触类型包括:
STICK:模拟两个表面之间粘结在一起,没有相对滑动。
SLIDE:允许两个表面之间有相对滑动,适用于需要模拟摩擦和滑动的情况。
FREEZE:强制两个表面之间没有相对位移,即使在受到外力作用时也是如此。
使用 PCONT 卡片来定义接触属性,如摩擦系数、接触刚度等。接触属性的参数可能包括:
MU:静摩擦系数。
STIFF:接触面刚度。
SRCHDIS:搜索距离,用于确定接触检查的范围。
3. 设置接触对参数:在接触对的定义中,可能需要设置以下参数:
SSID 和 MSID:分别代表从自由度节点集 合(目标面)和主自由度节点集 合(接触面)的标识号码。
MORIENT:定义接触面的法向方向。
ADJUST:用于调整从节点初始时与主节点的接触,使接触状态良好。
CLEARANCE:直接定义主从节点之间的距离,可以给一个值或者不设定(设置过盈)。
DISCRET:定义接触的类型,如面-面接触、点-面接触。
4. 自动创建接触:HyperMesh提供了自动创建接触的功能,Auto Contact工具,可以自动识别和创建接触对。用户可以在Contact Browser右键在弹出菜单中选择Auto Contac快速调出创建界面,通过设置对应接触参数,接触区域的识别方式来实现快速创建,省去了1-3的重复步骤。界面入下图所示。
5. 检查和调整:在创建接触后,需要检查接触对是否正确,首先检查接触的法向创建是否正确,并根据实际接触方式进行调整。同理调整也包括调整接触刚度、摩擦系数等。
接触创建过程:
接触的创建,同样可以做到自动化,可以将主面的规则写在程序内部,做到自动创建识别,接触法向的自动调整等。
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