初始穿透处理方式与Inacti参数

对有限元模型而言，初始穿透是由于网格划分过程的离散导致的，如图18-16所示，是不可避免的常见现象。

图18-16 网格离散导致初始穿透

Interface Type 7通过卡片参数Inacti可以对初始穿透进行3类特殊种处理：将发生初始穿透的从从节点或主面单元的刚度移除，自动调整节点坐标以消除初始穿透；可以移动有初始穿透的从节点或者主表面；对可变Gap进行修正以新的可变Gap进行接触激活的识别。模型采用何种方式处理初始穿透决定于/INTER/TYPE7卡片的Inacti参数。

（1）当I_nacti=0时，不处理初始穿透。

（2）当I_nacti=1时，关闭初始穿透从节点的刚度。

（3）当I_nacti=2时，关闭初始穿透主片单元的刚度。

（4）当I_nacti=3时，自动调整初始穿透的节点的坐标，以移除初始穿透。

（5）当I_nacti=5时，使用随时间可变的接触Gap，初始Gap被初始穿透量修正：Gap0= Gap-P0，其中P₀是初始穿透量。

（6）当I_nacti=5时，使用随时间可变的接触Gap，初始Gap被初始穿透量修正：Gap₀= 95%（Gap-P0），如图18-17所示。(www.xing528.com)

图18-17 当I_nacti=5和6时的情况

如果有限元网格模型质量较高，且Interface Type 7的Gap设置合理，I_nacti=0是较好的选项；Inacti=1或2在仅有少量初始穿透节点的情况下可以使用，但是如果初始穿透的节点和单元较多，移除它们的刚度后，会产生较大的接触问题；I_nacti=3选项在使用时需要当心，应避免移动初始穿透节点坐标后的网格与原始网格发生较大偏差，即初始穿透量不应太大，同时，如果某些初始穿透的节点是Spring单元的端点，则节点坐标的调整会使Spring单元“创造”出非物理的初始能量；对于I_nacti=5选项，如果被修正后的Gap₀ 还足够大（指的是不引起接触刚度和时间步长的问题），那么这个选项的接触结果精度是较好的；如果被修正后的Gap₀依然足够大，则建议使用I_nacti=6选项替代Inacti=5选项，因为Inacti=6选项避免了接触计算的高频影响。

图18-18示意了I_nacti=5是如何更新随时间可变的Gap的过程的：在t=0时，某个节点有初始穿透，于是它的初始Gap被自动修正。在随后的时间里，这个修正的初始Gap将在每次远离主片时增大一次，直到完全恢复到原始设定的Gap。这个作用机制主要应用在气囊展开仿真中，它可以在所有节点都有很大初始穿透的展开初期，使Interface获得一个合理的时间步长，如图18-19所示的那样。

图18-18 随时间可变的Gap

需要强调的是：尽管Interface Type 7提供了丰富的选项和功能来处理模型的初始穿透，但还是强烈建议在创建有限元模型时，通过前处理工具（如HyperMesh或HyperCrash）由用户自主进行初始穿透的消除。

图18-19 使用Inacti=5对时间步长的影响