仿真技巧 | ANSYS 接触设置详解-Interface Treatment

1、案例几何模型

一个圆柱体和一个长方块，初始间隙为1mm左右，如下图所示：

2、网格划分

有限元模型如下所示：

3、手动定义接触对

手动选择接触对象，定义接触类型为摩擦接触，接触算法为Normal Lagrange，其余选项皆为默认。

4、非线性接触诊断

Interface Treatment属性一共包含7个选项。默认选项为Add Offset，No Ramping。其中选项Adjust to touch选项会忽略初始间隙和初始穿透，在计算开始建立了实际的接触关系，有利于求解顺利完成，但过盈配合分析不能选择该选项。

• 当选项为Add Offset,No Ramping，如下所示：

  
  

接触状态如下，Status为Near Open，Geometric Gap 为1 mm，Gap也为1mm。这种选项下，软件认为接触对存在初始间隙，当圆柱体和长方体相对运动消除这个间隙后，才会建立实际的接触关系。这种初始不接触，后续才建立接触关系的场景对软件算法是一个挑战，所以需要设置一定阻尼系数，否则可能无法成功建立接触关系。（时间步也建议设置小一点）

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

如果不设置一定阻尼系数，计算无法完成，报错信息如下:

• 当选项为Add Offset,No Ramping，如下所示： 

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

• 当选项为Add Offset, Ramped Effects，如下所示：

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

• 当选项为Offset Only,No Ramping，如下所示：

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

• 当选项为Offset Only,Ramped Effects，如下所示：

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

• 当选项为Offset Only,Ignore Initial Status, No Ramping，如下所示：

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1.0374 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：

• 当选项为Offset Only,Ignore Initial Status,Ramped Effects，如下所示：

接触状态如下，Status为Closed，Geometric Gap 为1.8244 mm，Gap为0mm。这种选项下，软件会忽略初始间隙，在计算开始建立了实际的接触关系。

位移，接触应力，接触压力，接触穿透结果如下图所示：