CONTA172:二螗徇吼笊维三节点面-面接触单元
CONTA172单元描述:
CO绿覆冗猩NTA172用来定义一个二维目标面(TARGE169)和一个可变形表面间的接触和滑动单元。这个单元可以用于二维的结构、和耦合接触分析。本单元覆盖与二维实体单元表面,有中间节点((PLANE2,PLANE121,PLANE183,SHELL209,HYPER74,PLANE82,HYPER84(withKEYOPT(1)=1),VISCO88,VISCO108,PLANE35,PLANE77,PLANE53,PLANE223,PLANE230,orMATRIX50).它与它连接的实体单元表面有相同的几何特征(seeFigure172.1:"CONTA172Geometry").。当单元表面渗透到指定的目标面上时,接触现象发生,库仑应力和摩擦剪应力是允许的。
此单元的更多细节见ANSYS理论参考中的171接触单元。关于中节点的讨论见ANSYS模型与网格指南中的二次单元(中间节点)部分。其他面面接触单元,诸如(接触单元171、173、174)亦可用。
Figure172.1CONTA172Geometry
输入数据:
单元几何形状和节点位置见Figure172.1CONTA172Geometry,单元通过三个节点定义(单元所附的实体单元有中间节点),如果单元所附的实体单元没有中间节点,用CONTA171(你也可以继续使用CONTA172但必须停止中间节点)。单元的X轴沿着I-J方向。接触单元的正确的节点顺序对正确的接触方向来说是重要的。如图所示,当从接触单元的第一个节点移向第二个节点时,必须是使目标面位于接触单元的右侧。用ESURF命令自动生成接触单元的更多信息见ANSYS接触技术指南的接触说明部分。
二维表面接触单元是通过共用一个实常数来和二维目标面单元(TARGE169)相联系的。Ansys是通过相同的实常数来寻找面间的接触的。对于刚体-柔体接触或者柔体-柔体的接触,其中可变形的面必须用接触面代表。更多信息参见ANSYS接触技术指南中的接触面和目标面说明。
如果多于一个的目标面将要和同一个实体单元的边界发生接触,你必须定义几个接触单元,这些接触单元共享同样的几何形状,但是和不同的目标面相联系(目标面必须定义不同的实常数),或者你必须合将两个目标面结合成一个(两个有相同的实常数)。
这个单元支持多种二维应力状态,包括平面应力,平面应变,和轴对称状态,应力状态会根据所覆盖的实体单元的应力状态自动探测。然而,所覆盖的实体单元是超单元,你必须用KEYOPT(3)来说明应力状态
单元的输入数据的总结在“CONTA172输入数据总结”中列出。单元输入信息的总的说明见单元输入。CONTA172输入摘要
节点
I,J,K
自由度
UX,UY(ifKEYOPT(1)=0)
UX,UY,TEMP(ifKEYOPT(1)=1)
TEMP(ifKEYOPT(1)=2)
UX,UY,TEMP,VOLT(ifKEYOPT(1)=3)
TEMP,VOLT(ifKEYOPT(1)=4)
UX,UY,VOLT(ifKEYOPT(1)=5)
VOLT(ifKEYOPT(1)=6)
AZ(ifKEYOPT(1)=7)
实常数
R1,R2,FKN,FTOLN,ICONT,PINB,
PMAX,PMIN,TAUMAX,CNOF,FKOP,FKT,
COHE,TCC,FHTG,SBCT,RDVF,FWGT,
ECC,FHEG,FACT,DC,SLTO,TNOP,
TOLS
对实常数的说明见表172.1“CONTA172实常数”
材料属性
DAMP,MU,EMIS
面荷载
Convection,Face1(I-J-K)
HeatFlux,Face1(I-J-K)
特别说明
非线性
大变形
单元生死
KEYOPTs
以下说明的是172单元的KEYOPTS列表。包括对ANSYS接触技术指南中接触部分中专门论述的链接。
KEYOPT(1)
选择自由度
0--UX,UY
1--UX,UY,TEMP
2--TEMP
3--UX,UY,TEMP,VOLT
4--TEMP,VOLT
5--UX,UY,VOLT
6--VOLT
7--AZ
KEYOPT(2)
接触算法:
0--扩增的拉格朗日算法(缺省)
1--罚函数方法
2--多点约束Multipointconstraint(MPC);更多信息参加ANSYS接触技术指南第七章"MultipointConstraintsandAssemblies"
3--接触面法向用拉格朗日乘法器、接触面用罚函数
4--目标面和接触面法向使用拉格朗日乘法器
KEYOPT(3)
出现超单元时的应力状态
0--使用H单元(无超单元)
1--轴对称(有超单元)
2--平面应力、平面应变(有超单元)
3--有厚度输入的平面应力(有超单元)
KEYOPT(4)
接触探测点的位置
0--在高斯点(对大多数情况)
1--在接触面法向节点上
2--在目标面法向节点上
注意:只有点-面接触时才能使用节点位置
注意:当用多点约束定义接触面的约束时,用以下方法定义KEYOPT(4):对分布力表面设置KEYOPT(4)=1,对刚性约束表面设置KEYOPT(4)=2。面基约束有更详细的叙述。
KEYOPT(5)
CNOF/ICONT自动调节:
0--不自动调节
1--关闭空隙自动CNOF。
2--减少穿透自动CNOF自动CNOF
3--关闭空隙、减少穿透
4--自动ICONT
KEYOPT(7)
单元时间步长控制
0--不控制
1--自动二等分
2--对下一个子步预测一个合理的时间增量
3--对下一个子步预测一个最小的时间增量
注意:对于KEYOPT(7)=2or3,包括自动二等分增量.只有当SOLCONTROL,ON,ON时才有效。
KEYOPT(8)
非对称接触选项:
0--没有作用
2--Ansys在求解过程中选择非最成接触对(只有当对称接触被定义时使用)
KEYOPT(9)
初始穿透或缝隙的影响
0--包括由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透
1--排除由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透
2--包括由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透,有渐变效应
3--包括由用户指定的接触表面偏移量,排除由初始几何形状引起的缝隙或穿透。
4--包括由用户指定的接触表面偏移量,排除由初始几何形状引起的缝隙或穿透。
由渐变效应。
注意:
对于KEYOPT(9)=1,3,or4,,如果KEYOPT(12)=4or5.表明初始缝隙效应被考虑了。
KEYOPT(10)
接触刚度矩阵更新:
0--若在荷载步中FKN被重新定义,则每一荷载步更新一次接触刚度(pairbased)。
1--根据所附实体单元的前一个子步的平均应力(pairbased).
2--每次根据当前所附单元的平均应力迭代(pairbased).
3--若在荷载步中FKN被从新定义,则每一荷载步更新一次接触刚度矩阵(individualelementbased).
4--根据所附实体单元的前一个子步的平均应力(individualelementbased).
5--每次根据当前所附单元的平均应力迭代.(individualelementbased).
注意:KEYOPT(10)=0,1,and2是pairbased,刚度和ICONT,FTOLN,PINB,PMAX,andPMIN的设置是根据接触对中的接触单元平均的。对KEYOPT(10)=3,4,and5,刚度和ICONT,FTOLN,PINB,PMAX,andPMIN的设置是根据每一个接触单元平均的。(几何和材料特性)。
KEYOPT(11)
梁、壳厚度影响
0--不考虑
1--考虑
KEYOPT(12)
接触面状况
0--标准
1--粗糙
2–不分离但可以滑动
3--粘结
4--不分离
5--总是粘结
6--初始粘结(初始接触)
表172.1CONTA172实常数