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[土木] ABAQUS有限滑动与小滑动的区别

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发表于 2017-6-27 20:30:07 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 四川成都
本帖最后由 chl262 于 2017-11-4 19:55 编辑

ABAQUS有限滑动与小滑动的区别

引言
在涉及到接触时,常常用选择滑动的类型——有限滑动或者小滑动,该类型的选择直接影响到模型能否收敛。
有限滑动
有限滑动物理意义是两个接触面的点接触时才会开始配对并才是力的相互作用。有限滑动接触公式要求ABAQUS经常确定主控表面的哪个部分与从属表面的哪些节点保持接触。这是很复杂的计算,特别是两个表面都在变形的时候。两个变形表面间的有限滑动模拟仅可应用于二维问题,如平面应力、平面应变及轴对称问题。一个变形面与一个刚性面间接触的有限滑动计算没有两个变形面之间的有限滑动计算那么复杂。在主控表面是刚性的情况下,有限滑动模拟可以应用于二维和三维的模型。
如图1所示,BSURF(主面)和ASURF(从面)两者采用有限滑动接触,从面中的节点101点可能会与主面的任何位置产生相互作用。


图1

如图2,在t1时刻,节点101只与节点201和202之间的单元面相互作用,而在t2时刻这只与501和502之间的单元面相互作用。


图2

小滑动
当应用小滑动公式时,ABAQUS从模拟开始就建立从属表面和主控表面之间的关系。ABAQUS确定主控表面的哪个部分将与从属表面的每个节点发生作用。这种相互关系在整个分析过程中保持不变。即小滑动是设定在两个接触面之间容许间隙存在,在间隙小到某个定值时就会开始有力的相互作用。如果在*STEP选项中包含了NLGEOM参数,小滑动公式要考虑主控表面的任何转动与变形和改变荷载路径及由此引起的接触力的转换。如果在模型中不包括几何非线性,可忽略主控表面的任何转动和变形,认为加载路径是固定的。故其计算成本较有限滑动低。
参考文献:
1. 庄茁. ABAQUS非线性有限元分析与实例[M]. 科学出版社, 2005.
2.Abaqus Analysis User's Guide(6.14),38.1.1 Contact formulatio ns in Abaqus/Standard
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