图3-23显示了局部接触的两个属性,即【摩擦】和【缝隙(间隙)】。
● 摩擦:允许定义任意摩擦因数数值。
● 缝隙(间隙):在许多应用中,两个实体无法完全接触是因为制造的局限性及使用的建模方法。该特征能够维持两个实体间无法达到比初始距离更近的位置。
在simulation算例选项中,【无穿透】的接触也提供了一些高级选项。为了激活它们,必须在simu- lation【默认选项】的【网格】下方勾选【为接触面组定义显示高级选项】复选框,如图3-24所示。
在定义【接触面组】时选择【无穿透】类型的【高级】部分,可以得到如图3-25所示的选项。
● 节到节:可能发生在初始有接触且没有明显滑移或接触位置改变的实体上。在大位移选项激活(见第14章)的情况下,不能使用该选项。
● 节到曲面:对初始的结构没有强加任何约束,例如,参与接触的实体并不需要在分析的一开始就相互接触,而且还允许滑移。因为在分析的过程中,摩擦力和法向力的方向会不断更新。该选项在大位移计算下也是有效的。这类接触可以描述复杂的接触形状,但是也需要更多的计算时间。一般来说,如果接触应力不是重点考虑的对象时,会在边线到面的接触情形下采用这个类型的接触。如图3-26所示。
图3-24 【无穿透】的接触下高级选项
● 曲面到曲面:该类型的【无穿透】接触是最通用和精确的一个。参与接触的实体实际上是有限元网格的小平面。在【节到曲面】类型中,没有约束会强加到初始结构上,而且还允许滑移。在分析的过程中,摩擦力和法向力的方向会不断更新,而且该选项在大位移计算下也是有效的。一般来说,当处理面到面的结构时,或要求得到精确的接触应力时,会采用该接触类型,如图3-27所示。
图3-25 高级选项
图3-26 节到曲面
图3-27 曲面到曲面
如果不使用这些高级选项,则默认的无穿透接触条件将采用【曲面到曲面】。
在【高级】下选择【节到节】或【节到曲面】。
局部接触的默认算法对于多数接触求解而言都是快速可靠的。然而,当接触应力是最为重要的求解对象时,或接触面积很大时,以及默认得到的接触应力不均匀或不连续时,需要激活选项【提高无穿透接触表面的精度(更慢)】,如图3-28所示。
使用不兼容网格特征采用了高级的求解算法,可以提高接触面的精度,进而达到改进结果的目的。然而,这样的接触求解得到的精度虽然更高,但也需要消耗更多的时间。
在第一个区域(组1)中才能选择局部无穿透接触条件的边线和顶点,而在第二个区域(组2)中只接受面。(www.xing528.com)
提示
由于摩擦力很小,而且这个实例中并不存在几何偏移,所以不会用到摩擦和缝隙(间隙)属性。因为在这个分析中并不关心接触应力,所以也无需勾选【提高无穿透接触表面的精度(更慢)】复选框。
提示
由于接触条件已经发生改变,警告标记表明需要重新划分网格和重新计算结果,如图3-29所示。
图3-28 自动曲面到曲面选项
图3-29 警告标记
步骤4 划分网格
使用【高】品质单元并用默认的单元大小划分网格。
步骤5 运行分析
步骤6 大/小位移
分析过程中会弹出如下信息:“在该模型计算中出现了过度位移。如果您的系统已妥当约束,可考虑使用大型位移选项提高计算精度。否则,继续使用当前设定并审阅这些位移的原因。”
单击【否】,以线性方式完成分析。
提示
大位移对话框窗口警告用户探测到了装配体中的某些零件的大位移。大位移计算是第14章的主题。本例先跳过这一点。
步骤7 图解显示von Mises应力
分析结束后,创建von Mises应力图解,使用离散的边缘选项并显示网格,设置应力范围为0~220MPa,如图3-30所示。
红色区域代表屈服的材料。观察到最大von Mises大约为2576MPa。当然这个值是不真实的。材料屈服表明线性分析不再有效,需要采用非线性分析。
图3-30 应力结果显示
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