例3. 紧配合环（初始穿透）

目标：验证接触初始穿透选项。
采用缺省值和渐进化穿透选项求解一个大的初始穿透接触分析，比较结果。
模型模述：紧配合环、轴对称(图7-5)

/PREP7
ET,1,183,,,1          ! 轴对称  大应变
ET,2,169              ! Target 169  2D目标单元
ET,3,172              ! Target 172  2D 3节点高阶抛物线接触单元
MP,EX,1,10E3
MP,NUXY,1,0
MP,MU,2,0             ! 无摩擦
RECTNG,1.5,2,0,1
RECTNG,1.9,2.4,0,1
ESIZE,0.05
AMESH,ALL             ! Type, 1 ; Mat, 1
TYPE,2
MAT,2
REAL,2
LSEL,,LOC,X,1.9
NSLL,,1              ! 1.9线上的节点
ESURF                ! 创建目标单元Target169
! *** TYPE,3         ! Mat, 2 ; Real, 2
LSEL,,LOC,X,2
NSLL,S,1
ESURF                ! 创建接触面conta172
ALLSEL,ALL
/SOLUTION
D,NODE(1.5,0,0),UY,0
D,NODE(2.4,0,0),UY,0
NLGEOM,ON
NSUBST,10,50,5
FINISH
/PBC,U,,1
/NUMBER,1
/PNUM,MAT,1
EPLOT
SAVE,interference,db   ! 包含有限元模型、接触对、材料、边界条件，求解控制
分析步骤：
Step 1.恢复数据库文件
Utility Menu > File > Resume from
选 interference.db  【OK】
Step 2. 重定位输出文件
Utility Menu > File > Switch Output to > File
Interference.output
【OK】
或命令：
/Output,interference,Output
Step 3.求解接触分析
/Solu
solve
Step 4.重定位输出到输出窗口
Utility Menu > File > Switch Output to  > Output Window
或命令：/OUTPUT, TERM
Step 5.绘制径向应力
Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu
Stress  X-direction  SX  【OK】
或命令:
/POST1
PLNSOL,S,X  ! 结果：径向应力＝0
Step 6.列表显示接触结果  
Main Menu > General Postproc > List Results > Nodal Solution
选 Nonlinear items
   contact CONT
   【OK】
或命令： PRNSOL,CONT
STAT = 0“张开”几乎不接触
STAT = 1 “张开”但几乎接触
STAT = 2 “闭合”并滑动
STAT = 3 “闭合”并粘着

Step 7.检查输出文件内容（interference.output）
…
*** NOTE ***
No contact was detected for a contact pair specified by real constant set 2
    大初始穿透问题可能导致无法检测到接触或检测到接触面求解存在收敛困难。在此情况下推荐在第一个载荷步中包含渐进化效应。Step 8.为初始穿透选项指定渐进化效应
        可通过conta172单元选项设置
        可通过接触向导中Initial Adjustment的设置
(1) Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
    选 Type 3 conta172
    【Option】
        initial penetration/gap  K9 = include_ramp
    【OK】
    【close】
或命令:
     /prep7
    KEYOPT,3,9,2
(2)或向导 Initial Adjustment
        Initial penetration:
        Include everything with ramped effect
       【OK】

Step 9.重定位输出到文件
Utility Menu > File > Switch Output to > File
Ramped.output
【OK】
Step 10.  分析
/Solu
Solve
Step 11.重定位输出到输出窗口
Utility Menu > File > Switch Output to
 > Output Window
命令：/output,TERM
Step 12.绘径向应力
Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu
Stress  X-direction  SX  【OK】
或命令:
/POST 1
PLNSOL,S,X

Step 13.将轴对称模型扩展为整个模型显示
    Utility Menu > PlotCtrls > Style > Symmetry Expansion > 2D Axi-Symmetric
    Select expansion amount = Full expansion
   【OK】
或命令：
   /EXPAND,36,Axis,,,10
   /Repxzlot
   ISO 显示
   /View,,1,1,1
   /Replot
Step 14. 检查输出文件 ramped.output
…
Initial penetration will be ramped during the first load step
在第一载荷步，初始穿透渐进化。
*** NOTE ***
Max. Initial penetration 0.1 was detected between contact element 425 and target element 405 specified by read constant set 2
检测到大的初始穿透

例4. 两刚性面间夹－圆柱体分析

刚体模式－应用初始接触环 ICONT）
目标：验证使用初始接触环调整带来克服接触分析中的刚体模式
模型描述：2D 平面应力、1/4 对称、施加压力 (图7-6)
文件名: ICONT.inp

/prep7
CYL4,0,0,0,0,1,90
RECTNG,0,2.5,1.003,1.5   ! 图7-7
ET,1,182         ! Plane182 2D Structural Solid 4节点UX, UY平面应力、平面应变和轴对称单
元、大变形、大应变

ET,2,169         ! Target169
ET,3,171         ! Conta171
MP,EX,1,1000
MP,EX,2,30E6
MP,MU,3,0
ESIZE,0.1
AMESH,1          ! type, 1 ;mat, 1
MAT,2
AMESH,2
! *** 创建目标目单元 ***
TYPE,2
MAT,3
REAL,2
LSEL,,LOC,Y,1.003
NSLL,,1
ESURF
! *** 创建接触单元 ***
TYPE,3
CSYS,1
LSEL,,LOC,X,1
NSLL,,1
ESURF
CSYS,0
LLSEL,ALL
/SOLUTION
LSEL,,LOC,X,0
DL,ALL,,UX,0
LSEL,,LOC,Y,0
DL,ALL,,UY,0
LSEL,,LOC,Y,1.5
SFL,ALL,PRES,200
ALLSEL,ALL
! *** 求解控制 ***
NLGEOM,ON
NSUBST,10,100,5
SBCTRAN
/PBC,U,,1
/PSF,PRES,NORM,2
/NUMBER,1
/PNUM,MAT,1
EPLOT
SAVE,ICONT,db
其中ICONT.db数据文件包括此模型的有限元模型、接触对、边界条件、载荷、材料定义等。

分析步骤：

Step 1.恢复数据库
       Utility Menu > File > Resume from
       选 ICONT.db  【OK】
Step 2.重定位输出到文件
       Utility Menu > File > Switch Output to > File
       ICONT.output
      【OK】
Step 3.求解接触分析
       /Solu
       solve
产生错误，不能求解
      Utility Menu > List > Files > Error File
      Error: 两部分之间的小间隙产生刚体模式，导致 “自由度超限” 错误。
      DOF (e.g Displacement)limit exceeded at time 3.5e-02
       … 
检查输出文件 ICONT.output
      ANSYS提供接触对信息用于诊断。
      ICONT.OUTPUT
…*** NOTE ***
Min Initial gap 4.022432169e-3 was detected between contact element 264 and target element 224 specified by real constant set2.
此例中采用最小初始间隙估计初始接触环的值，间隙大小为 0.004 in，因此采用绝对值ICONT = -0.005in
Step 4. 指定初始接触环绝对值 -0.005 in

在单元实常数中赋
    Main Menu > Preprocessor > Real Constant > Add/Edit/Delete

或用向导赋值

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Contact Pair选 【property】

或命令：
    /Prep 7
    RMODIF,2,5,-0.005    ! ICONT = -0.005
    注意: 推荐只用小值, ICONT 值太大将导致模型不连续
Step 5. 求解接触分析
   /Solu
   solve
Step 6. 重定位输出到输出窗口
   Utility Menu > File > Switch Output to > Output Window
或命令：/OUTPUT,TERM

Step 7. 后处理：绘位移总矢量
    Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solu
    DOF Solution USUM
   【OK】
或命令:
    /POST 1
    PLNSOL, U, SUM
Step 8. 检查输出文件 ICONT.output
*** NOTE ***
    …
   Absolute initial closure ICONT 0.5000e-02
   指定的初始接触环调整带成功的防止了刚体运动。

本例也可以用向导
      Automatic Contact adjustment:c lose gap
或单元设置:
      Automatic CNOF adjustment KS close gap
      防止刚体运动而不输入 ICONT=-0.005
或命令：
      /prep 7
      KEYOPT,3,5,1
未完，请看全面为您解说Ansys高级接触问题《五》

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