由于超单元仅仅由一组保留的节点自由度组成，它没有用来定义接触面和目标面的几何形状。因此，必须在形成超单元之前在原始单元表面上定义接触面和目标面。来自超单元的信息，包括节点连结和组合刚度，但是没有材料特性和应力状态(轴对称、平面应力或平面应变)。一个限制是接触单元的材料特性设置必须与形成超单元之前的原始单元的材料特性相同。
使用 KEYOPT(3)来提供2D接触分析的信息。CONTA171、CONTA172 单元的选项如下：
不使用超单元(KETOPT(3)=0)。 轴对称(KEYOPT(3)=1)。
平面应变或单位厚度的平面应力(KEYOPT(3)=2)。
需要厚度输入的平面应力(KEYOPT(3)=3)。对这种情况，使用实常数R2
来指定厚度。 对于3D接触分析，CONTA173，CONTA174单元的KEYOPT(3)选项忽略。ANSYS 将自动检查下伏单元是否为超单元。 5.4.9.13 考虑厚度影响
程序能够用KEYOPT(11)来考虑壳(2D和3D)、梁(2D)的厚度。对于刚体-柔体接触，ANSYS将自动移动接触面到壳/梁的底面或顶面。对于柔体-柔体接触，ANSYS将自动移动与壳/梁单元相连的接触面和目标面。缺省时，程序不考虑单元厚度，用中面来表示梁和壳，而穿透距离从中面计算。当设置 KFTOPI(11)=1 时，则考虑梁或壳的厚度。从指定的底面或顶面来计算穿透距离。
注意 --仅在使用节点位于中面的壳或梁单元时（例如，KEYOPT(11)=0的SHELL91单元），用KEYOPT(11)=1来考虑厚度影响。
建模时如要考虑厚度，记住偏移可能来自接触面或目标面或两者。在和KEYOPT(11)=1一起指定接触偏移(CNOF)时，CNOF从壳/梁的顶面和底面计算，而不是中面。当和SHELL181一起使用时，还考虑变形过程中的厚度变化。 5.4.9.14 使用时间步长控制
时间步长控制是一个自动时间步长特征，这个特征预测什么时间接触单元的状态将发生变化，或者二分当前时间步。使用KEYOPT(7)来选择下列四种行为之一来控制时间步长。KEYOPT(7)=0时不提供控制(缺省)，KEYOPT(7)=3提供最多的控制：
KEYOPT(7)=0，无控制。时间步大小不受预测影响。当自动时间步长激活，
且允许一个很小的时间步长时，这个设置对大多数情况是合适的。
KETOPT(7)=1，如果一次迭代期间产生太大的穿透，或者接触状态急剧变
化，则进行时间步长二分。 KEYOPT(7)=2，对下一个子步预测一个合理的时间增量。 KETOPT(7)=3，对下一个子步，预测一个最小的时间增量。 5.4.9.15 使用死活单元选项
面─面接触的接触单元和目标单元允许激活或杀死，而且也跟随其下伏单元的死活状态。能够在分析的某一阶段中杀死这个单元，而在以后的阶段再重新激活它。这个特征对于模拟复杂的金属成形过程是有用的，在此过程的不同分析阶段，有多个刚性目标面需要和接触面相互作用。回弹模拟常常需要在成形过程的后期移走刚性工具。这一选项不能用于“不分离”或绑定接触。
5.4.10 控制刚性目标面的运动(刚体-柔体接触)
刚性目标面是在其原始构形上定义的。而整个面的运动，通过控制节点上的给定位移来定义(如果没有定义控制节点，则通过目标面上的不同节点来定义)。 为控制整个目标面的边界条件(和运动)，在下面任何情况下，必须使用控制节点:
目标面上作用着给定的外力。 目标面发生旋转。
目标面和其它单元相连(例如结构质量单元 MASS21 等)。 目标面的运动有平衡条件调节。
控制节点的自由度代表着整个刚性面的运动，包括2D中的2个平移和1个转动自由度，或3D中的3个平移和3个转动自由度。用户可以在控制节点上施加边界条件(位移、初速度)、集中载荷、转动等等。为了考虑刚体的质量，可在控制节点上定义一个质量单元。
当使用控制节点时，记住对目标面有如下一些限制： 每个目标面只能有一个控制节点。
ANSYS忽略除了控制外的所有节点上的边界条件。 只有控制节点能与其它单元相连。
当定义了控制节点后，不能使用约束方程( CE )或节点耦合( CP )来控
制目标面的自由度。如果要在刚性面上施加任意载荷或者约束，用户必须定义控制节点，并在控制节点上加载。如果没有使用控制节点，则只能有刚体运动。 注意 —控制节点可以是目标单元上的一个节点，或者是任意位置的节点，但不应该是接触单元上的节点。只有在施加了转角或力矩时，控制节点的位置才重要。对于每一个控制节点，ANSYS将自动定义一个内节点及一个内部约束方程。通过内部约束方程，控制节点的转动自由度与内节点的平移自由度联系了起来。 缺省时，目标单元的 KEYOPT(2)=0，ANSYS 对每个目标面检查边界条件。如果下面的条件都满足，那么程序将目标面作固定处理：
在目标面节点上没有明确定义边界条件或给定力。 目标面上的节点没有和其它单元相连。
没有在目标面上的节点上使用约束方程或节点耦合。 在每个载荷步的末尾，程序将会释放内部设置的约束条件。
在结果文件(Jobname.RST)和数据库(Jobname.DB)中保存的约束条件可能会由于这些改变而被修改。用户应当在重启动一个分析或用交互模式重新求解之前，仔细检查当前的约束条件是否合乎要求。
如果需要，用户可以通过在目标单元定义中设置KEYOPT(2)=1，来控制目标节点的约束条件。
5.4.11 热接触模拟
可以应用面-面接触单元，结合热-结构耦合场实体单元，来模拟在接触面之间的热传导。为了激活结构自由度和热自由度，要设置KEYOPT(1)=1。支持下面的热接触特性：
两个接触面之间的热接触传导。
从一个“自由面”到周围，或二个小间隙分离面之间的热对流(“近场”
对流)。 从一个“自由面”到周围，或二个小间隙分离面之间的热辐射(“近场”
辐射)； 由摩擦耗散而产生的热。 热通量输入。
5.4.11.1 热接触行为与接触状态
每个接触对可覆盖一个或多个热接触特性。激活哪个特性取决于接触状态： 闭合接触 ：热接触传导在二个接触面间传热；
摩擦滑动 ：摩擦耗散能量，在接触面和目标面上生成热；
近场接触 ：考虑了接触面和目标面之间的热对流和热辐射。外部通量对
接触面有贡献。 自由面接触 ：考虑了接触面和周围之间的热对流和热辐射。外部通量仅
对接触面和目标面有贡献。 5.4.11.2 自由热表面
如果要模拟自由表面热对流、自由表面热辐射或施加了热流值的表面，用户可定义自由热表面。自由热表面可以是一个接触面而无相应的目标面(即无目标单元的接触对)。也可以设置目标单元类型定义的 KEYOPT(3)=1 来定义一个自由热表面。在设置了这个 KEYOPT 时，只要检测到接触张开，就要考虑自由表面辐射和对流。这种情况下，在接触面和目标面之间无对流或辐射热传递。 5.4.11.3 目标面上的温度
对于界面热传导、近场热传导或近场辐射，需要求解接触面和目标面的温度。在目标表面和接触检测点法线之间的交点上的温度代表目标温度。控制节点上的温度代表整个刚性目标面上的温度(如果存在控制节点)。
图5-19 目标温度
5.4.11.4 传导模拟
为了考虑接触面与目标面之间的热交换，用户需要通过一个实常数表来指定热接触传导系数 TCC。用户可以用表格输入把 TCC 定义为接触压力(压力表)、接触检测点温度(温度表)、时间和接触检测点位置(X，Y，Z表)的函数。为了模拟存在小间隙的二个面之间的接触传导，应用 KEYOPT(12)=4或5来定义“绑定接触”或“不分开接触”选项。
5.4.11.5 对流模拟
为了模拟对流热交换，用户必须应用 SFE 命令指定热对流系数 CONV。CONV可以是一常数(只允许均匀的)或是通过表格输入的作为温度、时间、位置的函数。对于自由面对流，用户必须通过 SFE 命令指定体积温度。也可用下列菜单：
Main Menu > Preprocessor > Loads > Apply > Convection > Uniform Main Menu > Solution > Apply > Convection > Uniform 5.4.11.6 辐射模拟
为了模拟辐射热交换，用户必须指定下列之一： 1、通过材料特性定义热辐射系数 EMIS。
2、通过实常数定义 Stefan-Boltzman 常数 SBCT。如果这个值未定义，将不包括辐射效应。
3、偏量温度 TOFFST。如按华氏度或摄氏度来定义数据，必须用 TOFFST 命令指定一个温度偏量值。可从下列菜单：
Main Menu > Preprocessor > Loads > Analysis Options Main Menu > Preprocessor > Material Props
4、辐射观察系数 RDVF，通过实常数定义，仅用于近场辐射，缺省为1。它可定义为温度、间隙距离、时间、位置的函数用表格输入。对于远场辐射，RDVF 设置为0，并忽略用户指定的值。其他自由表面条件使用用户指定的RDFV。 5、环境(外界)温度，它仅用于自由辐射，以 KVAL=2 和 CONV 为表格参数，用 SFE 命令输入(这与自由表面对流模拟中的体积温度相同)。 5.4.11.7 摩擦生热的模拟
为了模拟摩擦耗散能量的热生成，用户应当执行瞬态热-结构耦合分析。如果用户希望的话，可以应用 TIMINT ,STRUC,OFF 命令关闭结构自由度上的瞬态效应。但是，必须包括热自由度上的瞬态效应。需要二个实常数：
1、FHTG 是转换成热的摩擦耗散能量 (缺省为1.0)。
2、FWGT 是接触面和目标面之间热分布的权重系数(缺省为0.5)。 5.4.11.8 外部热通量模拟