本号在前作《一个预应力结构承载的静力学分析方法》中,定义了接触关系的抑制和激活。笔者发现,接触算法类型会影响接触关系的识别。
对于绑定接触,ANSYS Mechanical的算法默认选项为Program Controlled,实际一般为Augmented Lagrange,即增强拉格朗日法。
但本号认为,对于绑定接触,MPC算法应该才是最合适的算法。本文案例展示了一个奇怪现象,请读者往下看。
几何模型如下所示,两块板存在0.1mm的间隙。左侧板要先产生0.1mm的预变形,然后和右侧板焊接在一起(焊接通过绑定实现)。之后,左侧板往回收缩会拉动右侧板变形。
板厚为0.5mm,网格尺寸为1mm,生成一层二阶六面体网格。
定义两个载荷步,保持几何线性。
固定约束左右端面。
在第一个载荷步中对左侧板的右端面施加0.1mm的强制位移,消除两板之间的间隙。抑制第二个载荷步。
抑制第一个载荷步的接触关系,在第二个载荷步中启用。
当接触设置如下,默认接触算法。
第二个载荷步的Z向位移结果。
当接触设置如下。改为MPC算法。
第二个载荷步的Z向位移结果。表明接触对没有成功识别。
在MPC接触算法基础上,打开几何非线性。
第二个载荷步的Z向位移结果。表明接触对成功识别了。
在打开几何非线性的基础上,接触算法改回为默认。第二个载荷步的Z向位移结果。
在几何线性分析下,在接触关系先抑制后激活的场景下,MPC算法无法成功建立绑定接触,但是默认算法可以。