技術(shù)鄰作者： HMabaqus康

ABAQUS中一個完整的接觸模擬必須包含兩部分：一是接觸對的定義，其中定義了分析哪些面會發(fā)生接觸，采用哪種方法判斷接觸狀態(tài)，設(shè)定主控面和從屬面等內(nèi)容；二是接觸面上的本構(gòu)關(guān)系定義。

1.硬接觸(Hard contact)的概念

接觸面之間的相互作用包含兩個部分：一是接觸面的法向作用，二是接觸面的切向作用。兩個表面之間的距離稱為間隙(clearance)，ABAQUS判斷兩個表面是否接觸的依據(jù)是判斷兩個表面之間的間隙是否為0，當(dāng)兩個表面之間的間隙變?yōu)?時，即認(rèn)為兩個表面發(fā)生了接觸，并在相應(yīng)的節(jié)點上施加接觸約束。

當(dāng)兩個表面之間發(fā)生接觸時，接觸面之間就會殘生接觸壓力，在ABAQUS中，對兩個接觸表面之間能夠傳遞的接觸壓力的大小沒有任何限制。當(dāng)接觸面之間的接觸壓力變?yōu)?或負(fù)值時，兩個接觸面分離開來，同時解除相應(yīng)節(jié)點上的接觸約束。這種接觸行為在ABAQUS中稱為硬接觸。這種法向行為在計算中限制了可能發(fā)生的穿透現(xiàn)象，但當(dāng)接觸條件開”到“閉”時，接觸壓力會發(fā)生劇烈的變化，有時使得接觸計算很難收斂。除了硬接觸外，ABAQUS還包含幾種軟接觸，其實質(zhì)是在閉合時減慢接觸壓力隨過盈量之間的變化速度。

2.軟接觸()

除了硬接觸，其他還有粘性接觸行為(contact adhesive behavior)、軟接觸行為(soften contact behavior)、扣緊(faster)(例如點焊)和粘性接觸阻尼(viscous contact damping)

當(dāng)接觸面處于閉合狀態(tài)(即有法向接觸壓力p)時，接觸面可以傳遞切向應(yīng)力，或稱摩擦力。若摩擦力小于某一極限值時，ABAQUS認(rèn)為接觸面處于粘結(jié)狀態(tài)；若摩擦力大于極限值之后，接觸面開始出現(xiàn)相對滑動變形，稱為滑移狀態(tài)。為了合理地設(shè)置摩擦模型。注意以下幾個問題：

A極限剪應(yīng)力：

ABAQUS中默認(rèn)采用Coulomb定律計算極限剪應(yīng)力：。在某些情況下，接觸壓力可能比較大，導(dǎo)致極限剪應(yīng)力也很大，可能超過能承受的值，此時用戶可指定一個所允許的最大剪應(yīng)力。

B彈性滑移變形：

在理想狀況下，接觸面在滑移狀態(tài)之前是沒有剪切變形的，但這會造成數(shù)值計算上的困難，因而ABAQUS引入了一個“彈性滑移變形”的概念，“彈性滑移變形”是指表面粘結(jié)在一起時允許發(fā)生的少量相對滑移變形。ABAQUS會根據(jù)接觸面上單元的長度確定彈性滑移變形(默認(rèn)為單元典型長度的0.5%，用戶也可自己給定)，然后自動選擇罰函數(shù)計算方法中的剛度。罰摩擦公式適用于大多數(shù)問題，其中包括大部分金屬成型問題。在那些必須包括理想的粘結(jié)-滑移摩擦行為的問題中，可以使用“Lagrange”摩擦公式。

注意：1.接觸設(shè)置一般在初始分析步。需要設(shè)置主面和從面，主面的剛度應(yīng)大于從面的剛度。上述位置誤差限度的含義為：與主面的距離小于此限度的從面節(jié)點都會受到綁定約束。由于模型中存在數(shù)值誤差，所以一般都應(yīng)設(shè)置這樣一個位置誤差限度。必須讓位置誤差限度略大于主面和從面在模型中的距離，否則這兩個面之間不會建立綁定約束。

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總結(jié)

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