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第三章 接触简介 Workbench – Mechanical 结构非线性 3-1 Workbench Mechanical - Introduction to Contact 章节概述 Training Manual • 本章介绍实体接触: – 假定用户在这章前已掌握第2章非线性结构. • 介绍的具体课题是: A. 接触基本概念 BB. 接触公式接触公式 C. 刚度和渗透 D. 作业3A E. Pinball 区域 F. 对称与非对称 G.G. 接触结果后处理接触结果后处理 H. 作业3B • 本章描述的性能通常适用于ANSYS Structural 或以上的license 3-2 Workbench Mechanical - Introduction to Contact A. 基本概念 Training Manual 接触: • 两独立表面相互接触并相切，则称之为接触. • 一般物理意义上, 接触的表面包含如下特性: – 不会渗透. – 可传递法向压缩力和切向摩擦力可传递法向压缩力和切向摩擦力. – 通常不传递法向拉伸力. • 可自由分离和互相移动. • 接触是状态改变非线性. 也就是说, 系统刚度取决于接触状态, 即是否局部接 触或分离. 3-3 Workbench Mechanical - Introduction to Contact ... 基本概念 Training Manual 接触区域协调性: • 物理上，接触体间不相互渗透. 因此, 程序必须建立两表面间的相互关系以 阻止分析中的相止分析中的相互穿透穿透. – 程序阻止渗透, 称为强制接触协调性. – WorkbenchWorkbench MechanicalMechanical提供几种不同接触公式来在接触界面强制协调性提供几种不同接触公式来在接触界面强制协调性. FF 当接触协调性不被强制时会发生渗透. Target F Contact 3-4 Workbench Mechanical - Introduction to Contact B. 接触公式 Training Manual • 对非线性接触实体表面, 可使用罚函数或增强拉格朗日公式: – 两种方法都是基于罚函数方程: F k x normal normal penetratio n – 这里对于这里对于一个有限的接触力个有限的接触力FFnormal, 存在存在一个接触刚度的个接触刚度的kknormal 的概念的概念，接触刚接触刚 度越高，穿透量xpenetration越小，如下图所示 – 对于理想无限大的knormalnormal ,, 零零穿透. 这