1、第四章 点面接触单元,1 概述 点面接触单元是90年代普遍使用的接触单元。由于点面接触单元理论上的限制，使它们被更新更好的面一面接触单元取代。 点一面接触单元可以用来模拟一个表面和一个节点的接触；也可以把表面指定为一组节点，用点面接触单元来模拟面一面的接触。 面一面接触单元处理角点接触有困难，因为它们采用高斯点作为接触检查点，在角点处会呈现过渡穿透。在此情况下，可以混合使用面一面接触单元和点面接触单元(图1-1),图1-1,点面接触单元不必知道接触面的位置。 允许大变形，大的相对滑动，库仑摩擦滑动； 接触面间可用不同的网格划分。 点面接触是通过跟踪一个表面（接触面）上的点相对于另一表面（目标面
2、）上的线或面的位置来表示的，程序使用接触单元来跟踪两个面的相对位置。 接触单元形状为三角形、四面体或椎体，其底面由目标面上的节点组成，而顶点为接触面上的节点(图1-2)。,图1-2,点面接触单元在节点传递力（面面接触单元在高斯点传递力）此特性使其只能用于低阶单元（角节点）这是由于中间节点的单元节点上的反力不均匀(图1-3)： 单元不提供偏移功能用这些单元尚无法模拟梁和壳的厚度效应。,图1-3,2 接触刚度,点面接触单元（conta48、49）要求给出罚刚度。可以通过实验来确定一个合适的接触刚度，使求解收敛而且侵入量可以接受。 选择接触刚度： 对于块状实体，通常赫芝接触刚度适用于罚刚度，可以这样
3、来估算： K = fE 式中：f = 0.110系数 E = 较软的接触体材料的弹性模量 设f = 1通常是一个较好的起始值。 对于柔性体（梁和壳模型），系统的刚度可以比赫芝接触刚度低很多。此时可以将单位载荷施加到要接触的面上，先运行一个静态分析来确定模型的局部刚度，接触刚度可以这样来估算： 上式适用于柔体接触，f = 1100系数，设f = 1是一个比较好的起始值。,3 点面接触分析步骤,建模与分网 识别接触对 生成接触单元（生成方法与面一面接触单元完全不同！） 设置单元关键字（Keyopt）和实常数 给定边界条件 定义求解选项 求解 查看结果,Step 1.建模并划分网格 建立接触基体的几
4、何形状的模型，设置单元模型（只能用低阶单元）、实常数和材料特性、分网：Amesh或Vmesh Step 2.识别接触对 通过定义接触单元来定义接触面。一般仅定义局部接触区域（能模拟所有必须的接触）以缩短计算时间。 由于几何体和变形的多样化，可能有多个目标面和同一个接触面相互作用，在这种情况下必须定义多个接触对。对每个表面，需要建立一个包含表面节点上的组元，然后通过这些表面节点在接触面之间形成所有可能的接触形状。应该包括比实际需要更多的节点。,普通的点面接触功能通过多个交迭的接触单元来实现。在缺省的情况下，一个单元的每个接触点与每个可能的目标面连接，大表面上生成的单元总数会很快变得非常巨大(图3
5、-1)。,图3-1,Step 3.生成接触单元 生成接触单元大致分为3步 (1).定义单元类型 Et,1,Contac48(2D) Et,1,Contac49(3D) (2).定义接触单元的实常数 不同的接触面须有一个不同的实常数号（即便实常数值相同），便于程序区分不同的接触面。即每个接触对都需要指定一个新的实常数。,(3).在对应的接触对之间生成接触单元。 生成接触单元使用GCGEN命令或对应菜单： Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Surf to Contact Node to Surf,综合Step 2和Step 3,可将生成
6、接触单元的标准命令流总结如下： NSEL,S,NODE, ! 在接触面上选择一组节点 CM,CONTACT,NODE ! 将所有节点定义成组元“CONTACT” NSEL,S,NODE, ! 在目标单元上选择一组节点 CM,TARGET,NODE, ! 将所选节点定义成组元“TARGET” NSEL,ALL ! 选中所有节点 E, ! 设置单元类型 R, ! 选择实常数 ! * 生成接触单元 * GCGEN,CONTACT,TARGET ! 对称接触是一种好方法，因为它不需区分哪个面是接触面，哪个面是目标面 GCGEN,TARGET,CONTACT,关于GCGEN中的选项设置： 用NUMC或R
7、ADC特性减少生成的单元数量 RADC通过定义以目标面质心为中心的园，并只在其间生成接触单元来限制生成的单元数量(图3-2)。,图3-2,NUMC设置一个数值极限值，每个目标面上生成的接触单元数量不能大于此值。,Step 4.设置单元关键字和实常数 使用点面接触单元时，程序使用单元关键字和实常数来控制接触行为。对常用的CONTAC48和49单元，单元关键字含义如下：,KEYOPT(1):选择自由度 KEYOPT(2):选择罚函数的方法 0Penalty function罚函数法 1Penalty function + Lagrange multiplier（罚函数拉格朗日法） 缺省情况下单元采
8、用罚函数法保证接触协调性。也可以选择混合罚函数和拉格朗日法,此方法还要指定一个穿透容差，单位为长度。 KEYOPT(3): 选择摩擦类型 0无摩擦 1弹性库仑摩擦 2刚性库仑摩擦,KEYOPT(7)：选择接触时间步长预测控制 CONTAC48、49单元对控制接触时间预测提供三种选择： 没有预测：当自动时间步长被打开并允许小的时间步长时，大多数静力分析选用此项。然而对加载过程中有不连续接触区域的问题，时间步长预测是必须的。KEYOPT(7) = 0 合理的时间步长：为保持一个合理的时间/载荷增量，需要在接触预测中选择此项。适用于静态分析和连续接触的瞬态分析。KEYOPT(7) = 1（建议采用）
9、 最小的时间载荷增量预测：这个选项在碰撞和断续接触分析中有用。KEYOPT(7) = 2 CONTAC48和49单元实常数：,各实常数含义如下： KN: 定义法向刚度 KT: 定义粘合接触刚度 TOLN: 定义最大穿透容差 FACT: 定义静摩擦与动摩擦的比值 CONT: 定义接触传导率,Step 5.施加载荷、设定边界条件 建模时使接触体处于恰好的接触位置 使用给定的位移将它移到某个位置 接触分析中加载、设定边界条件方法与步骤和其它非线性分析相同。 Step 6. 定义求解选项 点面接触分析中常用求解设置及注意事项： 时间步长必须足够小，如果时间步长太大，接触力的光滑传递将被破坏。为确保结果
10、的准确性，可以打开自动步长（Autots,on） GUI: Main Menu Solution Load Step Opts Time/Frequency Time Time Step 设置一个合适的平衡迭代次数： NEQIT, 2575 GUI: Main Menu Solution Analysis Type Soln Controls 或 Solution Load Step Opts Nonlinear Equilibrium Iter 打开时间步长预测（大转动分析除外） PRED, on 设置full Newton-Raphson选项，同时打开自适应下降 NROPT, full 许
11、多接触分析不收敛是因为设置的接触刚度太大（实常数KN取值太大）造成的，这时需要减小接触刚度重新进行分析。,Step 7.求解 solve Step 8.后处理 接触分析的结果主要包括位移、应力、应变和接触信息。 接触信息包括：接触压力、单元的现在和过去状态： 分开（没有接触） 接触粘合状态 接触滑动状态 粘合 = 1；滑动 = 2或 -2；分开 = 3或4 两个表面间的距离，如果是正值，两表面是分开的（STAT = 3或4），如果是负值代表穿透量（STAT = 1或2） 法向力 Fn 滑动力 Fs 通过动画显示接触结果随时间的变化规律是接触分析有效的、常用的处理方法。 点接触单元接触结果后处理
12、需要使用ETABLE,CONTAC48的序列号见CONTAC48单元库。,4 点一面接触问题分析实例,例1.梁端部接触 目标：验证采用点一面接触单元模拟梁端部接触。 建立2D点一面接触单元，求解大变形接触分析并进行后处理。图4-1 模型描述：悬臂梁施加端部位移(图4-1)。,图4-1,文件: node_to_surface.inp/PREP7 ET,1,BEAM3 B=0.5 H=0.5 R,1,B*H,B*(H*3)/12,H MP,EX,1,30e6 K,1,0,0,0 $K,2,100,0,0 K,3,0,1,0 $K,4,75,-10 $K,5,175,-10 L,1,2 $L,4,5
13、 LESIZE,ALL,20,LATT,1,1,1,3 LMESH,ALL FINISH /SOLUTION DK,1,ALL,0 $DK,5,ALL,0 $DK,2,UY,-30 /PBC,U,1 /PBC,ROT,1 FINISH EPLOT SAVE,node-to-surface,db 其中node-to-surface.db 包括有限元模型几何，材料，边界条件、加载、分网。,操作步骤：,Step 1.恢复数据库文件 Utility Menu File Resume from 选Node-to-surface.db 【OK】 Step 2.添加2D点一面接触单元类型 Main Menu
14、 Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 【Add】 contact 选 2D pt-to-Surf48 Element type reference number = 2 【OK】 【close】 或命令: /prep7 et,2,contac48 Step 3.指定接触刚度（由实常数定义） Main Menu Preprocessor Real Constants Add/Edit/Delete 【Add】 Type 2 CONTAC48 【OK】 Real constant set No. = 2 Normal Contact stiffnes
15、s KN = 30e5 【OK】 【close】 或命令： R,2,30e5 刚度估计按式K = f(bend)E/10F(bend) = 1则K = 1*30e6/10 = 30e5,Step 4.选择接触点 Utility Menu Select Entities Nodes By Num/Pick 选择“From Full” 【OK】 拾取节点2 【OK】 或命令：Nsel,2 Step 5.建立接触节点组元 Utility Menu Select Comp/Assembly Create Component Component name = CONTACT Component is m
16、ade of = nodes 【OK】 命令：CM,CONTACT,node,Step 6.选择目标面节点 Utility Menu Select Entities Nodes By Num/Pick 选择“From Full” 【OK】 选下面梁上节点（共21个） 【OK】 或命令：Nsel,22,42 Step 7.建立目标节点组元 Utility Menu Select Comp/Assembly Create Component Component name = TARGET Component is made of = Nodes 【OK】 或命令：CM,TARGET,NODE St
17、ep 8.选择全部实体 Utility Menu Select Everything 或命令：Allsel,all,Step 9.设置单元属性 Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Elem Attributes Element type number = 2 CONTAC48 Real constant set number = 2 【OK】 或命令：Type,2 Real,2 ! MAT, 1 Step 10.用定义的组元建立点面接触单元 Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements
18、 node to surf,或命令：GCGEN,CONTACT,TARGET,TOP,Step 11.指定基本求解控制选项 Main Menu Solution Analysis Type Soln Control 选择BASIC,或命令：/Solu NLGEOM,on Time,30 NSUBST,30,300,30 OUTRES,All,All Step 12.求解 Solve Step 13.后处理，绘制变形图 Main Menu General Postproc Plot Results Deformed Shape,动画显示变形形状: Utility Menu PlotCtrls A
19、nimate Overtime Number of animation frames = 30 Use Last Display 【OK】 或命令：ANTIME,30,0.5,1,例2：橡胶圆柱体被两块刚性板挤压的接触分析,图示半径R = 0.2 m的橡胶圆柱体被两块钢板挤压，最大位移Umax= 0.2 m(图4-2) 材料：E = 2.82 Mpa, = 0.49967 MOONEY-Rivilin 常数C1 = 0.293 Mpa, C2 = 0.177 Mpa,图4-2 圆柱体、刚性板的点面接触,模型分析：本例为三维实体接触，选用HYPER58（三维超弹性实体单元）、CONTAC49（三
20、维点一面接触单元）进行分析。由于模型对称性可以采用简化的模型进行分析：用1/4园（平面），用2D模型进行计算，选用HYPER56（二维超弹性实体单元）、CONTAC26（二维点基础接触单元）。 目标：介绍一种二维点基础接触单元进行点面接触分析。用该单元建立接触点与目标面的方法不使用GCGEN命令，而采用直接法用E命令建立单元。 CONTAC26 2D Point-to-Ground Contact (图4-3) 该单元在面的法向方向具有承受压缩的能力，在切线方向具有承受剪切（库仑摩擦）的能力。有三个节点I, J, K，2个自由度UX, UY。面可以是直线或圆弧。 R,npt,STIFN, Mp
21、,npt,MU（Keyopt(1) = 1时，应用库仑摩擦）,图4-3,文件：C_N_S.dat R = 0.2 ! 半径参数变量 /prep7 et,1,HYPER56 ! 超弹性实体单元，基体分网使用 et,2,contac26 ! 二维点基础接触单元 r,2,2000 mp,ex,1,2.82 mp,nuxy,1,0.49967 tb,mooney,1 tbdata,1,0.293 tbdata,2,0.177 csys,1 ! 设置为柱坐标系 k,1 $k,2,r,-90 $k,3,r $k,4,(0.5*r),-90 k,5,(0.6*r),-45 $k,6, (0.5*r) $k,
22、7,r,-45 l,2,7 $l,7,3 csys,0 ! 重新设置为笛卡尔坐标系 a,2,7,5,4 $a,7,3,6,5 $a,4,5,6,1 esize,4 amesh,all ! 基体分网,! * 创建接触单元 * n,1001,(-2*r),-r ! 定义目标节点J n,1002,(2*r),-r ! 定义目标节点K csys,1 ! 将坐标系设置为柱坐标 type,2 ! 接触单元CONTAC26 real,2 *do,j,1,8 nodc=node(r,90*(j-1)/8-1),0) ! 生成CONTAC26的I节点证基体的圆弧共8个点 e,nodc,1001,1002 ! 生
23、成接触单元 *enddo csys,0 nsel,s,loc,x ! * 选x=0的节点 * d,all,ux ! 将x=0的节点x轴方向的位移置为0 nsel,s,loc,y ! 选y=0的节点 cp,1,uy,all ! 耦合y=0的节点在 轴方向的位移 *get,ncen,node,num,min ! 提取所选节点中最小的节点编号 nsel,all fini,! * 求解控制、求解 * /solu solcontrol,0 antype,static cnvtol,f,-1 nlgeom,on nsubst,6 outres,1 ! 求解结果输出设置 d,ncen,uy,-0.1 ! 对
24、耦合节点施加载荷uy=-0.1 solve fini,! * 后处理器 * /post1 /dscale,1,1 pldisp,1 ! 绘变形图 /post26 ! 进入历程后处理器 /axlab,y,force ! 标注y轴 /axlab,x,displacement ! 标注x轴 nsol,2,ncen,u,y rforce,3,ncen,f,y prod,2,2,-2 prod,3,2,-2 xvar,2 plvar,3 ! 绘制力位移曲线 plvar,2,3 ! 列表显示力、位移取值 fini,例3 卡头与卡座的接触分析(图4-4),目标：计算卡头插进卡座和拉出卡座所需的力。此问题属于
25、带厚度的平面应力问题。图4-4 建模要点：卡头和卡座的底板被认为是刚性的，因此建模时不考虑。由于对称，用右半部分来建模和计算。 卡头与卡座板厚5 材料: E = 2.8e3, = 0.3 MU = 0.2 (摩擦系数),图4-4,文件: IPROG.DAT Step 1.建模：定义单元模型、实常数、材料特性、分网 /prep7 et,1,plane42,3 ! 带厚度的平面应力 et,2,plane42,3 mp,ex,1,2.8e3 r,1,5 et,3,48,1 ! contac48 2D点面接触单元,KEYOPT(3)=1弹性库仑摩擦 k,1,10 $k,2,20 $k,3,15,18.
26、5 $k,4,10,20k,5,12.5,30 $k,6, 20,30 l,1,3 $l,4,3 $l,4,5 $l,5,6 $l,6,2 $l,2,1 al,all ! A1 lgen,2,1,3,1 ! L7,L8,L9 k,11,5 $k,12,5,30 l,11,7 $l,11,12 $l,12,10 ! L10, L11, L12 lsla,s ! 选L1, L2, L3, L4, L5, L6 lsel,invert al,all lsel,all recting,0,15,0,10 ! A3 asba,2,3 ! 从A2-A3A4 recting,2,4,0,30,0,0,1 a
27、sel,s,4 ! 选A4 aatt,1,1,2 ! MAT=1,Real=1 ! Type=Plane42asel,all esize,4 amesh,all ! A1、A4分网 fini,/solu nsel,s,loc,y,0 d,all,all nsel,s,loc,y,60 d,all,ux nsel,all fini save,IPROG,db ! * 以下进行接触分析 * Step 2.识别接触对 L3L17、L9 L2L8 ! * 创建4个节点组元 * 将L9和L17线上的节点定义为组元“snapins”（卡头插入） lsel,s,9 ! 选L9 lsel,a,17 ! 加L1
28、7 nsll,s,1 ! 与L9、L17相连的节点 cm,snapins,node ! 定义组元snapins 将L3线上的节点定义为“snapprg”（插入卡座）组元 lsel,s,3 ! 选L3 nsll,s,1 cm,snapprg,node,将L8线上的节点定义为组元“pullins”（拉出卡头） lsel,s,8 ! 选L8 nsll,s,1 cm,pullins,node 将L2线上的节点定义为组元“pullprg”（拉出卡座） lsel,s,2 ! 选L2 nsll,s,1 cm,pullprg,node lsel,all nsel,all,Step 3.生成接触单元定义单元类型
29、、实常数、材料特性（单元类型et,3,48,1 已在IPROG.db中指定了） 现指定材料号3，摩擦系数MU = 0.2 /prep7 mp,mu,3,0.2 ! * 指定单元实常数 * r,3,6e3 ! 法向刚度KN=6E3 r,4,6e3 ! 法向刚度KN=6E3 ! * 生成接触单元 * mat,3 ! MU=0.2 real,3 ! KN=6E3 插入时接触的两个面之间生成对称接触单元 gcgen,snapins,snapprg !生成对称接触单元 gcgen,snapprg,snapins,查看接触单元：接触单元在接触面上是节点，用“*”显示，在目标面上（单元上的节点）用线2D显示
30、。 命令：/shrink 分离开显示清晰 拉出时接触的两个面之间生成接触单元。将实常数改为4 real,4 gcgen,pullins,pullprg gcgen,pullprg,pullins Step 4.设置单元关键字选项和实常数 前面已做：et,3,48,1 r,3,6e3 r,4,6e3,Step 5.施加边界条件 前面已做 Step 6.定义求解选项 /solu pred,on ! 打开预测器 autot,on ! 打开自动时间步 nsubst,10,100,5 ! 设置子步数、最大、最小值 outres,all,all Step 7.加载、求解 第1载荷步，给y=60的所有节点施
31、加uy=-30的位移 nsel,s,loc,y,60 d,all,uy,-30 nsel,all solve ! 求解第1载荷步,第2载荷步给y-60的所有节点施加uy=-27的位移，即以第1载荷步的计算结果为基础，将卡头上拉3个单位 nsel,s,loc,y,60 d,all,uy,- 27 nsel,all lnsr,on ! 打开线性搜索 solve ! 求解第2载荷步 Step 8.后处理查看结果 /post1 set,0.8 !set,lstep,sbstep,fact,kimg,time esel,s,type,3 !选contac48 etable,st,nmisc,1 etab
32、le,gap,nmisc,3 etable,length,nmisc,4 !contac48序列号 !STAT NMISC 1 单元现在状态 !GAP NMISC 3 间隙尺寸或穿透深度 !LEN NMISC 4 目标线长度 Esel,s,etab,st,1,2 ! 输出3个接触单元,Main Menu General Postproc List Results Sorted Listing Sort Elems,Main MenuGeneral PostprocList ResultsElem Table Data,Esel,all /dscal,1 ! 按1：1绘图 /edge,1 ! 不
33、显示单元线，只显示轮廓线 esel,u,type,3 ! 不选接触单元 set,first ! time=0.1 pldi set,0.8 plns,s,eqv ! Von Mise应力云图 /post26 nsol,2,39,u,y,disp rfor,3,42,f,y rfor,4,43,f,y rfor,5,39,f,y add,6,3,4,5,force add,2,2,-1 /axlab,x,disp xvar,2 plva,6 fini,第五章 点点接触单元,1 概述 点一点接触单元是ANSYS早期开发的单元，但改进工作一直在进行，5.7版本中新增加的CONTA178单元更添加了新
34、的特性。 点一点接触单元是最简单也是最高效的接触单元。当模型可以使用此类单元时，它们可以高效地模拟广泛的接触问题。 1、常用的点一点接触单元(图1-1),图1-1,如果将Contac52和Contac178所有UZ自由度约束住，也可用于2D分析。 三种点一点接触单元中CONTA178单元提供最强的功能： 更多的接触算法 精确的接触约束协调性（“0”穿透） 更多的接触行为选项 定义接触法向更灵活 2、点一点接触单元可以模拟面一面接触问题，如果： 相对滑动变形量可以忽略 两个面的偏移（转动）保持很小 3、点一点接触单元在节点处传递力，此特性限制它们只能用低能单元（角节点），因为带中间节点的单元节点
35、上约束反力不均匀。,2 点一点接触单元的生成方法,有三种方法生成点点接触单元: 1、直接生成 2、在重合节点（或接近重合）上生成单元 Step 1.在表面上选择节点 Step 2.为点一点接触单元设置单元属性 Step 3.生成单元 Main Menu Preprocessor Modeling Create Elements Auto Numbered At Coincid Nd,注意：此特性要求面间的分离必须小于重合容差，且必须小于每个面上节点间的距离。,3、在偏移节点上生成单元： 对非重合节点很方便 Main Menu Preprocessor Modeling Create Eleme
36、nts Auto Numbered offset Nodes,3 点一点接触单元选项,1、接触协调性 CONTA178提供不同的接触算法： K2: 纯拉格朗日乘子法 几乎0穿透和滑移，不需要接触刚度 更多的自由度出现震颤问题 用PCG求解器时不要使用 修正的拉格朗日方法，需要FKN和TOLN 纯罚函数方法 法向拉格朗日乘子法和切向罚函数法 CONTAC12和ConTAC52只限于罚函数法 指定接触刚度，单位：力/长度,2、摩擦和接触行为 三种单元都支持摩擦，可为MU指定非0值 Conta178支持与面一面接触单元同样类型的接触行为： 标准粗糙不分离（滑动）绑定不分离（永远）绑定接触（永远）绑定
37、接触（初始接触） Contac12和Contac52只限于标准摩擦行为 3、初始穿透 Conta178允许渐近化初始穿透 Contac12和Contac52支持初始间隙或初始穿透，但不能是渐进化的。 4、后处理 这些单元接触结果后处理需要采用ETABLE操作,例：用点一点接触单元模拟面一面接触(图3-1),目标：建立3D点一点接触单元并求解小变形接触问题。验证采用点一点接触单元模拟面一面接触。,图3-1,模型：施加压力载荷、1/2对称,node-to-node.inp FINI /CLEAR /PREP7 ET,1,PLANE182 ! 2D 4 node structural solid E
38、T,2,SOLID185 ! 2D 8 NODE structural solid ET,3,SURF154 ! 表面效应单元 MP,EX,1,10E6 RECTNG,0,1.5,-1,0 RECTNG,0,1.0,0,0.25 ASEL,1,1!Asel,s,AREA,Comp,VMIN,VMAX,VINC,KSWP(与所选面相连的关键点、 !线、节点、单元)LSEL,R,LOC,X,0LESIZE,ALL,10,2,0 ASEL,1,1 LSEL,R,LOC,X,1.5 LESIZE,ALL,10,0.5,0 ASEL,2,1 LSEL,U,LOC,X,0.5 LESIZE,ALL,4,0
39、 ALLSEL,ALL,TYPE,1 REAL,2 ESIZE,0.1 AMESH,ALL TYPE,2 EXTOPT,ESIZE,4 !Extopt,lab,val1,val2,val3 从面单元生成体单元有关的控制选项 ！Lab = esizeVal1 设置单元分割组 ！Main Menu Preprocessor Meshing Mesh Volume Sweep Sweepopts VOFFST,1,0.5 VOFFST,2,0.5 ！VOFFST,NAREA,DIST,KING从给定的面移动生成体 ！NAREA 面号 ！DIST 给定面沿法线移动的距离 ！Main Menu Prep
40、rocessor Modeling Operate Extrude Along normal,TYPE,3 ! 表面效应单元 ASEL,LOC,Y,0.25 ! 选顶面 NSLA,1 ! 和顶面相连的节点 ESURF ! 生成表面效应单元 ASEL,LOC,Z,0 ACLEAR,ALL ETDELE,1 ! 删除单元类型1，单元类型21,单元类型32 ALLSEL,ALL NUMCMP,ALL ! 压缩编号 /SOLUTION NSEL,LOC,X,0 D,ALL,UX,0 NSEL,LOC,Y,-1 ! 选底面节点 D,ALL,UY,0 NSEL,LOC,Z,0.25 ! 固定中间面上的 节
41、点UZ = 0 D,ALL,UZ,0 ESEL,ENAME,SURF154 ! 选表面效应单元 NSLE ! 与此单元相连的节点 *GET,NUMELEM,ELEM,COUNT ! 单元数 M=-5500 B=5500,*DO,I,1,NUMELEM ! 顶面加载*GET,EID,ELEM,NUM,MIN ! 最小单元号PRESSURE=M*CENTRX(EID)+BSFE,EID,1,PRES,PRESSUREESEL,U,EID *ENDDO ALLSEL,ALL EPLOT FINISH SAVE,node-to-node,db ! 数据库文 件包含有限元模型的几何、单元、材 料、边界条
42、件与载荷，不包含接触单元,以下接触分析用GUI与命令流做：,Step 1.恢复数据库文件 Utility Menu File Resume from Node-to-node.db Step 2.添加3D点点接触单元 /prep7 et,3,conta178 Step 3.为接触单元定义实常数 Main Menu preprocessor Add/ Edit/Delete Step 4. 设置单元属性 Type,3 ! Conta178 Mat,1 Real,1 Step 5. 在重合节点建立点-点接触单元 Main Menu Preprocessor Modeling Create Elem
43、ents Auto Numbered At Coincid Nd Tolerance of Coincidence = 0.0001 Nodal number Ordering = “Low to high” 【OK】 【pick all】 或命令: EINTF, 0.0001,Step 6. 求解接触分析 /Solu solve,注意：如果Conta178节点重合，则必须通过实常数NX,NY,NZ（间隙方向矢量的全局笛卡尔坐标X,Y,Z的分量）指定间隙方向。对本模型、接触方向平行于Y轴，因此矢量坐标为 = 。,Step 7.指定接触法向方向矢量 GUI: Main Menu Preproce
44、ssor Real Constants Add/Edit/Delete 选 set 1 【Edit】 Type 3 CONTA 178 【OK】 Defined gap normal_X comp. NX = 0 Defined gap normal_Y comp. NY = 1 Defined gap normal_Z comp. NZ = 0 或命令: RMODIF, 1, 6, 0, 1, 0 Step 8.求解小位移接触分析（注意：conta178单元不支持大变形）无论小变形还是大变形分析中单元保持其初始方向。 /Solu solve,Step 9.后处理 Esel,s,Ename,s
45、olid185 /POST1 PLNSOL,S,EQV 或 Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu Stress Von Mises SEQV 【OK】 Step 10.选择接触单元进行后处理 Utility Menu Select Entities Elements By Elem NameElement NAME = Conta178 或命令: ESEL, S, Ename, Conta178,Step 11.为接触法向力（FN）和间隙尺寸（USEP）定义单元表（ETABLE） Conta178单元输出
46、定义表 命令： ETABLE,FN,SMISC,1 ETABLE,GAP,NMISC,3 Step 12.选择附于单元上的全部节点 Utility Menu Select Entities Nodes Attached to Elements 选 From Full 【Apply】 plot (画节点) 或命令： NSLE NPLOT,Step 13.打开数值等值线标识 Utility Menu PlotCtrls Numbering SVAL numeric Contour Values = on 【OK】 或命令：/pnum, sval, 1 Step 14.画接触法向力 Main Men
47、u General Postproc Element Table Plot Elem Table Item to plotted = FN Average at common nodes = yes-average 【OK】 或命令：PLETAB,FN,AVG,Step 15.列表显示接触法向力和间隙尺寸 Main Menu General Postproc Element Table List Elem Table 选: FNGAP 【OK】 或命令：PRETAB,FN,GAP PRIN ELEMENT TABLE ITEMS PER ELEMENT * POST1 ELEMENT TABLE LISTNG * STAT CURRENT CURRENT Elem FN GAP 801 -30.216 -0.54210E-19 855 -0.41271 0.0000MINIMUM VALUES Elem 806 811 VALVE -58.880 -0.43368E-18 MAXIMUM VALUES Elem 851 812 Value -0.40735 0.43368E-18 注意：检查GAP的极限值，负值表示干涉和闭合的间隙，此处最大穿透值为0。,
