非对称接触的工程应用

非对称接触（Interface Type 5）用于模拟一组从节点和一个主表面之间的单向接触关系，接触仅发生在主表面一侧，因而主表面的法向必须指向从节点，如图18-8所示。

图18-8 Interface Type 5非对称接触

Interfacetype 5主表面的网格必须是长宽比合适的规则网格，适用于主片来自于Solid或Shell单元，并且从节点和主表面不能连在一起，即从节点不能同时位于主表面上。有时，Interface Type 5还用于替代刚性墙，这样就能解决刚性墙这种运动约束条件和其他运动约束条件（如节点刚体等）的不兼容问题。

Interface Type 5是基于Gap来确定接触是否发生的，这个用户定义的Gap是在主表面一侧，建议使用很小的或者0值的Gap。一旦检测到接触，一个仅通过主表面刚度计算得到的弹簧就被施加到它们之间，主表面的刚度由它的材料、几何属性来计算。处于稳定性的，在这个主表面的刚度被乘以一个0.2的缩放因子。一般不建议用户调整这个缩放因子，除非是主表面相对于从节点一侧很软的情况。在这种情况下，建议使用一个较大杨氏模量与较小杨氏模量的比值作为接触刚度缩放因子。(www.xing528.com)

如前文所述，接触表面的接触刚度是由其几何与材料性质以及单元类型决定的，表18-2列出了不同单元类型片的接触刚度计算方法。如果一个接触片同时与Solid单元和Shell单元相连（例如，Solid单元被覆盖了一层Shell单元），那么刚度处理时以Shell单元考虑。

表18-2 不同类型单元片的刚度计算

Interface Type 5的主要不足是接触只能发生在主面的一侧（即主片的正法向一侧），而不是两侧，对于大转动问题（大部分碰撞问题都带有大转动），接触会发生主片的另外一侧，而这时Interface Type 5不能正确地识别穿透。Interface Type 5的另一个问题是一个节点不能同时是从节点和主片，即Interface Type 5不能自动接触仿真。因此，对于复杂接触问题，在定义正确的接触面之前，有必要对接触的影响进行了解。