在ABAQUS/Standard中,在两个结构之间定义接触首先是要创建表面,下一步是创建接触相互作用,使两个可能发生互相接触的表面成对,然后定义控制发生接触表面行为的力学性能模型。
4.4.1 接触相互作用
在一个ABAQUS/Standard的模拟中,通过将接触面的名字赋予一个接触的相互作用来定义两个表面之间可能发生的接触。如同每个单元都必须具有一种单元属性一样,每个接触相互作用必须赋予一种接触属性。在接触属性中包含了本构关系,诸如摩擦和接触压力与间隙
的关系。
当定义接触相互作用时,必须确定相对滑动的量级是小滑动还是有限滑动,默认的是更为普遍的有限滑动公式。如果两个表面之间的相对运动小于一个单元面上特征长度的一个小的比值,则适合应用小滑动公式。在许可的条件下使用小滑动公式可以提高分析的效率。
4.4.2 从属和主控表面
ABAQUS/Standard使用单纯主从接触算法:在一个表面(从属面)上的节点不能侵入另一个表面(主控面)的某一部分。该算法并没有对主面做任何限制,它可以在从面的节点之间侵入从面。
这种严格的主从关系导致用户必须非常小心和正确地选择主面和从面,从而获得最佳可能性的接触模拟,一些简单的规则如下。
(1)从面应该是网格划分更精细的表面。
(2)如果网格密度相近,从面应该取自采用较软材料的表面。
4.4.3 小滑动与有限滑动
当应用小滑动公式时,ABAQUS/Standard在模拟开始时就建立了从面节点与主控表面之间的关系。ABAQUS/Standard确定了在主控表面上哪一段将与在从面上的每个节点发生相互作用。在整个分析过程rf1都将保持这些关系,绝不会改变主面部分与从面节点的相互作用关系。如果在模型中包括了几何非线性,小滑动算法将考虑主面的任何转动和变形,并更新接触力传递的路径。如果在模型中没有考虑几何非线性,则忽略主面的任何转动或变形,载荷的路径保持不变。
有限滑动接触公式要求ABAQUS/Standard经常地确定与从面的每个节点发生接触的主面区域。这是一个相当复杂的计算,尤其是当两个接触物体都是变形体时。在这种模拟中的结构可以是二维的或者是三维的。ABAQUS/Standard也可以模拟一个变形体的有限滑动自接触问题。
在变形体与刚性表面之间接触的有限滑动公式不像两个变形体之间接触的有限滑动公式那么复杂,主面是刚性面的有限滑动模拟可以应用在二维和三维的模型上。
(内容、图片来源:《ABAQUS 2020有限元分析从入门到精通》,侵删)
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