Abaqus/Standard求解器定义接触时的有限滑移和小滑移

本文摘要（由AI生成）：

文章介绍了Abaqus/Standard中两种接触公式：有限滑移和小滑移。有限滑移允许两个接触面之间有任意的相对滑动，计算代价较大，要求主面光滑。小滑移只允许两个接触面之间有很小的相对滑动，计算代价较小，适用于几何非线性问题。小滑移有两种算法：点对面和面对面，面对面算法的应力结果精度较高，但计算代价较大。有限滑移问题的接触压强是根据变化的接触面积来计算，而小滑移问题的接触压强是根据未变形时的接触面积来计算。

在Abaqus/Standard中，有两种接触公式来描述两个接触面的相对滑动：

●  有限滑移（finite sliding）：两个接触面之间可以有任意的相对滑动，这是定义接触时的默认特性，其关键词为：

*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接触属性的名称>

<从面名称 >，<主面名称 >

☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模块，主菜单Interaction → Create，在Edit Interaction对话框中不改变默认的参数Sliding formulation: Finite sliding。

在有限滑移的分析过程中，Abaqus/Standard需要不断地判定从面节点和主面的哪一部分发生接触，因此计算代价较大。有限滑移要求主面是光滑的（即每个点都有唯一的法线方向），否则会出现收敛问题。如果主面在发生接触的部位存在尖锐的凸角或凹角，应该在此尖角处把主面分为两部分来分别定义。对于由单元构成的主面，Abaqus会自动进行平滑处理。

●  小滑移（small sliding）：两个接触面之间只有很小的相对滑动，滑动量的大小只是单元尺寸的一小部分。使用以下关键词可以定义小滑移的接触对：

*CONTACT PAIR, INTERACTION = <接触属性的名称>, SMALL SLIDING

<从面名称>，<主面名称>

☆ Abaqus/CAE操作：Interaction模块，主菜单Interaction → Create，在Edit Interaction对话框中将参数Sliding formulation改为Small sliding，如图1所示：

图1  设为小滑移

对于小滑移的接触对，Abaqus/Standard在分析的开始就确定了从面节点和主面的哪一部分发生接触，在整个分析过程中这种接触关系不会再发生变化。因此，小滑移的计算代价小于有限滑移。

小滑移也可以用于几何非线性问题（即使用 *STEP, NLGEOM定义的分析步），并考虑主面的大转动和大变形，更新接触力的传递路径。如果在模型中没有几何非线性，则忽略主面的转动和变形，载荷的路径保持不变。

小滑移有两种算法：点对面（node to surface）和面对面（surface to surface）。面对面算法的应力结果精度较高，并且可以考虑板壳和膜的初始厚度，但在有些情况下计算代价较大。

小滑移问题的接触压强总是根据未变形时的接触面积来计算的，有限滑移问题的接触压强则是根据变化的接触面积来计算。

作者：曹金凤 仿真秀专栏作者