ABAQUS是國際上公認的最優(yōu)秀的非線性有限元分析軟件之一，其分析接觸問題的功能尤其強大。本章將詳細介紹 ABAQUS在分析接觸問題過程中經(jīng)常遇到的各種問題和解決方法。

點對面離散與面對面離散

在ABAOUS/Standard 分析中定義接觸時，可以選擇點對面離散方法(node-to-surfacediscretization)和面對面離散方法(surface-to-surface discretization)，二者有何差別？

在點對面離散方法中，從面(slavesurface)上的每個節(jié)點與該節(jié)點在主面(mastersur-face)上的投影點建立接觸關(guān)系，每個接觸條件都包含一個從面節(jié)點和它的投影點附近的一組主面節(jié)點。

使用點對面離散方法時，從面節(jié)點不會穿透(penetrate)主面，但是主面節(jié)點可以穿透從面。

面對面離散方法會為整個從面(而不是單個節(jié)點)建立接觸條件，在接觸分析過程中同時考慮主面和從面的形狀變化?？赡茉谀承┕?jié)點上出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，但是穿透的程度不會很嚴重。在如圖16-1和圖16-2所示的實例中，比較了兩種情況。

圖16-1 點對面離散

a)從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格細:沒有發(fā)生穿透，從面和主面都發(fā)生了正常的變形6)從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格粗:從面節(jié)點沒有進人主面，但主面節(jié)點進入了從面穿透現(xiàn)象很嚴重，從面和主面的變形都不正常

圖16-2 面對面離散

a) 從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格細:沒有發(fā)生穿透，從面和主面都發(fā)生了正常的變形

b) 從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格粗；從面節(jié)點沒有進入主面，但有少量主面節(jié)點進入了從面出現(xiàn)了輕微的穿透現(xiàn)象，從面和主面的變形比較正常

1）從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格細:點對面離散(圖16-1a)和面對面離散(圖16-2a)的分析結(jié)果都很好，沒有發(fā)生穿透，從面和主面都發(fā)生了正常的變形。

2）從面網(wǎng)格比主面網(wǎng)格粗：點對面離散(圖16-1b)的分析結(jié)果很差，主面節(jié)點進入了從面，穿透現(xiàn)象很嚴重，從面和主面的變形都不正常;面對面離散(圖16-2b)的分析結(jié)果相對較好，盡管有輕微的穿透現(xiàn)象，從面和主面的變形仍比較正常。從上面的例子可以看出，在為接觸面劃分網(wǎng)格時需要慎重，無論使用點對面離散還是面對面離散，都應盡量保證從面網(wǎng)格不能比主面網(wǎng)格粗。關(guān)于從面和主面的選擇方法，請參見《實例詳解》第5.2.2節(jié)“定義接觸對”。

選用離散方法時，還應考慮以下因素。

1) 一般情況下，面對面離散得到的應力和壓強的結(jié)果精度要高于點對面離散。

2) 面對面離散需要分析整個接觸面上的接觸行為，其計算代價要高于點對面離散。一般情況下，二者的計算代價相差不是很懸殊，但在以下情況中，面對面離散的計算代價將會大很多：

① 模型中的大部分區(qū)域都涉及到接觸問題。

②主面的網(wǎng)格比從面的網(wǎng)格細化很多。

③ 接觸對中包含了多層殼，一個接觸對中的主面是另一接觸對中的從面。

3）如果從面是基于節(jié)點的(即從面類型為NodeRegion，而不是Surface)，則不能使用面對面離散化方法。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS有限元分析常見問題解答》，侵刪）

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