在Abaqus/Standard求解器中进行包含接触分析的非线性问题时,经常会遇到各种各样不收敛的问题,除了前面给大家介绍的基本概念以及分析技巧之外,今天再给大家分享一个技巧,通过设置接触面之间的距离容差和过盈量,帮助Abaqus正确建立接触关系,保证分析更容易收敛。
定义两个接触面的距离或过盈量主要有以下三种方法:
(一)根据模型的几何尺寸位置和ADJUST参数
如果不做特别的设置,Abaqus直接根据模型的尺寸位置来判断从面和主面的距离,从而确定二者的接触状态,这就要求在建模时精确地定义接触面的坐标。
模型的尺寸往往会存在数值误差,所以一般应在定义接触时设置一个位置误差限度,用来来调整从面节点的初始坐标,其关键词为:
图1 指定主面和从面之间的调整距离
在定义绑定约束和接触时,都需要适当地调整从面节点的初始坐标,以保证从面和主面之间建立正确的接触关系。
(二)*CONTACT INTERFERENCE
*CONTACT INTERFERENCE 来定义过盈接触。此关键词的使用方法为:
其中,参数<过盈量或间隙量 >为负值表示过盈量,正值表示间隙量。使用 *CONTACT INTERFERENCE类似于施加载荷,不能在initial分析步中对其进行定义,而只能在后续分析步中定义。
图2 过盈设置
如果在分析结果中看到,使用 *CONTACT INTERFERENCE所定义的过盈接触没有在模型中起作用,则有可能是以下原因引起的:
● *CONTACT INTERFERENCE不能使用ABAQUS默认的幅值曲线Ramp(从1降至0),而要使用自定义的幅值曲线,使过盈接触的幅值在整个分析步中从0到1逐渐增大。
●如果在Abaqus/CAE模型中两个接触面之间有宽度为t的缝隙,而事实上它们之间应该存在接触关系,则关键词 *CONTACT PAIR中的参数 ADJUST = <位置误差限度 > 必须略大于此缝隙的宽度t,否则Abaqus会认为这两个接触面没有接触,*CONTACT INTERFERENCE 中的参数 <过盈量或间隙量 >不会起作用。
●参数<过盈量或间隙量 >为负值才表示过盈接触,正值表示两个面之间存在缝隙。
(三)*CLEARANCE
使用关键词 *CLEARANCE 可以定义两个接触面之间的初始过盈量或间隙量,它只适用于小滑移(small sliding),并且不需要使用ADJUST参数来调整从面节点的位置。Abaqus /CAE不支持关键词 *CLEARANCE,只能手工修改INP文件来添加此关键词,其使用方法为:
如果过盈接触是通过节点坐标或 *CLEARANCE来定义的,在分析的一开始全部过盈量就会被施加在模型上,而且无法在分析过程中改变过盈量的大小。如果此过盈量太大,Abaqus就可能无法达到收敛,而且即使减小时间增量步也无助于解决此问题。
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