ANSYS中如何确定接触刚度？

2017-03-16 by:CAE仿真在线来源:互联网

所有的接触问题都需要定义接触刚度,两个表面之间穿透量的大小取决于接触刚度。过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态,从而造成收敛困难。一般来说,应该选取足够大的接触刚度以保证接触穿透小到可以接受,但同时又应该让接触刚度足够小以不致引起总刚矩阵的病态而保证收敛性。

ANSYS程序根据下柔体单元的材料特性,来估计一个缺省的接触刚度值。用户可用实常数FKN来为接触刚度指定一个比例因子或指定一个绝对值。比例因子一般在0.01和10之间;对于大变形问题,选1是比较好的;而对于弯曲为主的问题,通常为0.01~0.1。用户应当总是检验以使穿透到达极小值,而又避免过多的迭代次数。需要注意FTOLN和FKN从一个荷载步到另一个荷载步中,都可以修改。也可以在重启动中修改。这时,必须义KEYOPT(10)=1,2。为了确定一个较好的接触刚度值,可能需要一些经验。用户可以按下面的步骤来进行尝试:

1、开始时取一个较低的值。低估值要比高估值好,因为由一个较低的接触刚度导致的穿透问题,比过高的接触刚度导致的收敛性困难,要容易解决。

2、对前几个子步进行计算分析,直到最终荷载的一个比例(刚好完全建立接触)。

3、检查每一子步中的穿透量和平衡迭代次数。如果总体收敛困难是由过大的穿透引起的(而不是由不平衡力和位移增量引起的),那么可能低估了FKN的值,或者是将FTOLN的值取得大小。如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值时需要过多的迭代次数,而不是由于过大的穿透量引起的,那么FKN的值可能被高估。

4、按需要调整FKN或FTOLN的值,重新进行完整的分析。需要注意如果穿透控制变成总体平衡迭代中的主因(如果为使问题收敛到穿透容差内,比收敛到不平衡力的容差内,需要更多的迭代),用户应该增大FTOLN值,以允许更多的穿透,或增大FKN。

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