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ANSYS接觸問題的參數(shù)設(shè)置
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  • ANSYS接觸問題的計算方法及參數(shù)設(shè)置
    接觸問題的關(guān)鍵在于接觸體間的相互關(guān)系，此關(guān)系又可分為在接觸前后的法向關(guān)系與切向關(guān)系。法向關(guān)系：在法向，必須實現(xiàn)兩點：1）接觸力的傳遞。2）兩接觸面間沒有穿透。ANSYS通過兩種算法來實現(xiàn)此法向接觸關(guān)系：罰函數(shù)法和拉格朗日乘子法。1．罰函數(shù)法是通過接觸剛度在接觸力與接觸面間的穿透值（接觸位移）間建立力與位移的線性關(guān)系：    接觸剛度*接觸位移=法向接觸力對面面接觸單元17*，接觸剛度由實常數(shù)FKN來定義。 穿透值在程序中通過分離的接觸體上節(jié)點間的距離來計算。接觸剛度越大，則穿透就越小，理論上在接觸剛度為無窮大時，可以實現(xiàn)完全的接觸狀態(tài)，使穿透值等于零。但是顯而易見，在程序計算中，接觸剛度不可能為無窮大（否則病態(tài)），穿透也就不可能真實達(dá)到零，而只能是個接近于零的有限值。以上力與位移的接觸關(guān)系可以很容易地合并入整個結(jié)構(gòu)的平衡方程組K*X=F中去。并不改變總剛K的大小。這種罰函數(shù)法有以下幾個問題必須解決：1）接觸剛度FKN應(yīng)該取多大？2）接觸剛度FKN取大些可以減少虛假穿透，但是會使剛度矩陣成為病態(tài)。3）既然與實際情況不符合的虛假穿透既然是不可避免的，那么可以允許有多大為合適？因此，在ANSYS程序里，通常輸入FKN實常數(shù)不是直接定義接觸剛度的數(shù)值，而是接觸體下單元剛度的一個因子，這使得用戶可以方便地定義接觸剛度了，一般FKN取0.1到1中間的值。當(dāng)然，在需要時，也可以把接觸剛度直接定義，F(xiàn)KN輸入為負(fù)數(shù)，則程序?qū)⑵渲道斫鉃橹苯虞斎氲慕佑|剛度值。對于接近病態(tài)的剛度陣，不要使用迭代求解器，例如PCG等。它們會需要更多的迭代次數(shù)，并有可能不收斂。可以使用直接法求解器，例如稀疏求解器等。這些求解器可以有效求解病態(tài)問題。穿透的大小影響結(jié)果的精度。用戶可以用PLESOL,CONT,PENE來在后處理中查看穿透的數(shù)值大小。如果使用的是罰函數(shù)法求解接觸問題，用戶一般需要試用多個FKN值進行計算，可以先用一個較小的FKN值開始計算，例如0.1。因為較小的FKN有助于收斂，然后再逐步增加FKN值進行一系列計算，最后得到一個滿意的穿透值。...
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