分享 | ANSYS中如何確定接觸剛度？

2017-03-08 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

所有的接觸問題都需要定義接觸剛度,兩個表面之間穿透量的大小取決于接觸剛度。過大的接觸剛度可能會引起總剛矩陣的病態(tài),從而造成收斂困難。一般來說,應(yīng)該選取足夠大的接觸剛度以保證接觸穿透小到可以接受,但同時又應(yīng)該讓接觸剛度足夠小以不致引起總剛矩陣的病態(tài)而保證收斂性。

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ANSYS 程序根據(jù)下柔體單元的材料特性,來估計一個缺省的接觸剛度值。用戶可用實常數(shù) FKN 來為接觸剛度指定一個比例因子或指定一個絕對值。比例因子一般在0.01和10之間;對于大變形問題,選1是比較好的;而對于彎曲為主的問題,通常為0.01~0.1。用戶應(yīng)當(dāng)總是檢驗以使穿透到達極小值,而又避免過多的迭代次數(shù)。需要注意 FTOLN 和 FKN 從一個荷載步到另一個荷載步中,都可以修改。也可以在重啟動中修改。這時,必須定義KEYOPT(10)=1,2。為了確定一個較好的接觸剛度值,可能需要一些經(jīng)驗。用戶可以按下面的步驟來進行嘗試:

1、開始時取一個較低的值。低估值要比高估值好,因為由一個較低的接觸剛度導(dǎo)致的穿透問題,比過高的接觸剛度導(dǎo)致的收斂性困難,要容易解決。

2、對前幾個子步進行計算分析,直到最終荷載的一個比例(剛好完全建立接觸)。

3、檢查每一子步中的穿透量和平衡迭代次數(shù)。如果總體收斂困難是由過大的穿透引起的(而不是由不平衡力和位移增量引起的),那么可能低估了FKN 的值,或者是將 FTOLN 的值取得大小。如果總體的收斂困難是由于不平衡力和位移增量達到收斂值時需要過多的迭代次數(shù),而不是由于過大的穿透量引起的,那么 FKN 的值可能被高估。

4、按需要調(diào)整 FKN 或 FTOLN 的值,重新進行完整的分析。需要注意如果穿透控制變成總體平衡迭代中的主因(如果為使問題收斂到穿透容差內(nèi),比收斂到不平衡力的容差內(nèi),需要更多的迭代),用戶應(yīng)該增大 FTOLN 值,以允許更多的穿透,或增大 FKN。

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