ANSYS的六种接触类型含义解读与使用方法

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本文摘要（由AI生成）：

本文主要介绍了ANSYS Workbench环境下接触类型(Contact Type)的含义与选择方法，包括绑定接触、不分离接触、无摩擦接触、粗糙接触、摩擦接触和强迫摩擦滑动接触六种接触作用模式。其中，绑定接触和不分离接触属于线性接触模式，适用于线性结构动力学分析；无摩擦接触和粗糙接触分别用于研究多刚体动力学运动和忽略接触面摩擦的问题；摩擦接触与实际情况比较符合，是接触中常用的一种接触作用模式；强迫摩擦滑动接触仅适用于刚体动力学，与摩擦类型相似，只是没有静摩擦阶段。

接触非线性问题是一种常见的工程问题，ANSYS具备强大的接触非线性计算功能，今天和大家聊聊ANSYS Workbench环境下接触类型（Contact Type），也称为接触模式的含义与选择方法

图1 接触作用模式设置面板

如图1给出了接触作用模式设置面板，ANSYS Workbench环境，对结构计算共提供了以下六种接触作用模式：

（1）Bonded，即绑定接触。该接触类型约束接触面和目标面的法向与切向运动，实现了将不同的体连接到一起的功能，主要用于不同部件的连接，例如焊接连接模拟，此外也可以使用不同单元类型的连接，如壳体和实体，梁和实体单元的连接。

（2）No Separation，即不分离接触。该接触类型约束接触面和目标面的法向，接触面和目标面的切向可以自由度运动等同于切向为无摩擦自由滑动。

由于（1）和（2）这两种接触作用模式，在接触面和目标面法向始终保持接触状态，因此这两种作用模式，也称为线性接触模式，也是线性结构动力学中支持的接触作用模式，例如模态分析，谐响应分析，随机振动分析和响应谱分析等。如图所示

（3）Frictionless，即无摩擦接触。该接触类型在接触面和目标面的法向与切向都不约束，切向是自由运动，法向的运动取决于外载，这种接触模式，是一种理想状态，现实中并不存在，主要用来研究多体动力学忽略接触面摩擦的问题，例如研究多刚体动力学运动。

（4）Rough，即粗糙接触。该接触类型约束接触面和目标面之间的切向运动，接触面和目标面的法向运动取决于外载，一旦接触面和目标面之间存在间隙（近场接触状态），则接触面和目标面的切向也自由，这种接触模式也是一种理想接触模式，认为接触面和目标面的切向阻力无限大。

（5）Frictional，即摩擦接触。该接触类型在接触面和目标面的切向运动满足库伦摩擦定律，即一旦计算的摩擦超过了接触面与目标面之间能够提供的最大摩擦力时，接触面和目标面就开始滑动，反之，接触面与目标面之间就保持粘结接触，接触面与目标面的法向运动取决于外载荷，该种接触作用模式，与实际情况比较符合，是接触中常用的一种接触作用模式。

（6）Forced Frictional Sliding，即强迫摩擦滑动接触。该选项仅对刚体动力学适用，它与摩擦类型相似，只是没有静摩擦阶段。此时，系统会在每个接触点上施加一个切向的阻力，该切向阻力正比于法向接触力。