用户可以通过 SFE 命令给接触单元施加热通量。只能施加均匀热通量。热通量不能施加于目标单元。然而,对于近场接触,外部热通量施加于接触面,将贡献到目标单元。
对于自由热表面,如目标单元的 KEYOPT(3)=1,则外热通量仅施加于接触侧。对于一个给定的接触单元,必须指定 CONV 和 HFLUX 二者之一(但不是二者)。然而,用户可以定义二个不同的接触对:一个模拟对流,一个模拟热通量。
5.4.12 给柔体单元加必要的边界条件
现在可以按需要加上边界条件。施加方法与其它的分析类型相同,可参见前面的有关章节。
5.4.13 定义求解和载荷步选项
接触问题的收敛性随问题不同而不同。下面列出了一些典型的,在大多数面-面的接触分析中推荐使用的选项。参见《ANSYS Commands Reference》。 时间步长必须足够小,以捕捉适当的接触区。如果时间步太大,则接触力的光滑传递会被破坏。时间步的大小,是由子步数或时间步本身指定的。下述命令用于调整这些值。
命令: NSUBST
GUI:Main Menu >Preprocessor >Loads>Time/Frequenc>Freq and Substps Main Menu >Preprocessor >Loads>Time/Frequenc>Time and Substps Main Menu >Solution>Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>Time/Frequenc >Freq and Substps Main Menu >Solution>Unabridged Menu>Time/Frequenc >Time and Substps 命令: DELTIM
GUI:Main Menu >Preprocessor >Loads >Time/Frequenc >Time - Time Step Main Menu >Solution >Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>Time/Frequenc >Time - Time Step 注意 --设置精确时间步长的可靠方法是打开自动时间步长。
命令: AUTOTS ,ON
GUI:Main Menu >Solution >Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>-Load Step Opts-Time/Frequenc >Time - Time Step 或 Time and Substps
如果在迭代期间接触状态变化,可能发生不连续。为了避免收敛太慢,使用修正的刚度阵,将牛顿一拉普森选项设置成 FULL。
命令: NROPT ,FULL,,OFF
GUI:Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Analysis options
不要使用自适应下降。对面一面的问题,自适应下降通常不会有任何帮助,建议关掉它。
在摩擦滑动占主导地位时,设置不对称求解选项 ( NROPT , UNSYM,,OFF),以避免收敛减慢或发散。
按合理的时间步,设置合适的平衡迭代次数。这个命令的缺省为平衡迭代次数15~26,取决于问题的物理性质。
命令: NEQIT
GUI:Main Menu >Solution >Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear> Equilibrium Iter
因为大的时间增量会使迭代趋向于不稳定,使用线性搜索选项来使计算稳定化。
命令: LNSRCH
GUI:Main Menu >Solution >Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear> Line Search
除大转动和动态分析外,打开时间步长预测器选项。 命令: PRED
GUI:Main Menu >Solution >Sol\
Main Menu >Solution >Unabridged Menu>-Load Step Opts-Nonlinear> Predictor
在接触分析中,许多不收敛问题是由于使用了太大的接触刚度引起的(实常数 FKN)。检验是否使用了合适的接触刚度。
注意 --对于大多数小应变、小位移、小滑动分析,设置 NLGEOM ,OFF。这种设置将加快搜索时间,但是,如果接触问题涉及大滑动,则要设置 NLGEOM ,ON。
5.4.14 求解
现在可以求解接触问题。求解过程与一般的非线性问题求解过程相同。记住如下几点:
总是检查与接触对相关的实常数集,并检查目标面的约束条件。预先的“试运行”可能改变这些设置。 在开始分析时,总是检查目标面的接触状态。如果检查到任何不希望的间隙(或不接触),或过度的穿透,终止分析,然后检查几何模型。 总是认真地检查分析结果。 按照下面的步骤来进行求解: 1、把数据库保存到一个文件。 命令: SAVE
GUI:Utility Menu>File>Save As 2、开始求解。 命令: SOLVE
GUI:Main Menu>Solution>-Solve-Current LS 如果需要,定义多个荷载步。参见本书前面有关章节。 3、离开求解器 命令: FINISH
GUI:关闭求解菜单。
如果重启动一个接触分析,按《ANSYS Basic Analysis Guide》所述的方法来进行。但是,要知道目标面的约束条件可能在内部设置了。在重启动分析之前要仔细检查约束条件。只可以改变实常数 FKN, FTOLN, PINB 和 FKOP,并且只能在重启动点改变,或在新的荷载步开始时改变。
5.4.15 检查结果
接触分析的结果主要包括位移、应力、应变,支反力和接触信息(接触压力、滑动等)。用户可以在通用后处理器(POST1)或时间历程后处理器(POST26)中查看结果。对于接触相关的结果,可以选择 CONT 作为输出或列表的项目。可以应用的输出量,参见《ANSYS Elements Reference》。
记住在 POST1 中,一次只能查看一个子步的结果,并且该子步的结果必须已被写到 Jobname.RST 文件中(荷载步选项命令 OUTRES 控制哪个子步的结果写到 Jobname.RST 中) 。典型的 POST1 的操作步骤如下。 5.4.15.1 注意事项
1、为了在POST1中查看结果,数据库文件所包含的模型必须与求解时的模型相同。
2、必须存在结果文件Jobname.RST。 5.4.15.2 在POST1中查看结果
1、从输出文件 Jobname.OUT 中查看分析是否收敛。
如果不收敛,用户可能不想进行后处理,而更在乎查找为什么不收敛。 如果已经收敛,继续后处理。
2、进入POST1。如果用户的模型不在当前的数据库,使用恢复命令[ RESUME ]来恢复它。
命令:/ POST1
GUI:main menu>General postproc
3、读入所期望的载荷步和子步的结果,这可以通过载荷步和子步数,也可以通过时间来实现。
命令: SET
GUI:Main Menu>General Postproc> -Read Results-load step 4、使用下面的任何一个选项来显示结果: (1)选项:显示变形形状 命令: PLDISP
GUI:Main Menu>General Postproc>Plot Results> Deformed Shape (2)选项:等值显示 命令: PLNSOL 或 PLESOL
GUI:main menu>general postproc>plot result>contour plot- noded solu 或 element solu
使用这个选项来显示应力、应变或其它项的等值线图。如果相邻的单元有不同的材料特性(例如塑性或多线性弹性材料特性,不同的材料类型,或不同的死活属性),则在结果显示时应避免节点应力平均所产生的错误。选择逻辑 (见《ANSYS Basic Analysis Guide》)提供了避免这种错误的方法。
下面示出 PLNSOL 和 PLESOL 命令的各种 CONT 选项: CONT STAT 接触状态. 3-粘合接触, 2-滑动接触, 1-未合的近区接触 0-未合的远区接触. \接触穿透 \接触压力 \接触摩擦应力
\接触总应力 (压力加摩擦) \接触滑动距离 \接触间隙距离 \接触面的热通量