patran可变性体接触分析之心得

kokoman

前一段做了连杆的接触分析，现将自己的一些心得体会与大家分享，如果不对的地方还请大家多多指正。
     1、在做可变性体接触分析时，要选好求解器的版本，MSC.nastran2005r2和2007均可计算可变形体接触分析，但单元数好像有限制，一般不超过8万（估计值，不确定），同一个含有接触定义的bdf文件，用2005、2007均不能计算，而用mdnastran却可以计算正常。所以做可变形体接触时建议使用高版本的求解器。
     2、定义可变性接触体时没有必要把整个变形体都包含在内，永远没有可能与其他物体或自身物体产生接触的表面节点，可以不用框选在内，有助于降低接触分析的计算时间。
     3、可变性接触体定义的理想顺序关系为：先定义较软的材料，后定义较硬的材料；先定义网格较密的，后定义网格较疏的；先定义几何形状凸的接触体，后定义几何形状凹的接触体；先定义体积较小的接触体，后定义体积较大的接触体。
      4、在Contact parameters面板中，如果选择了Double-sides，建议将Optimize constraint Equations 勾选。如果在结果中出现了应力集中，可以试着将Double-sides改为single-sides。
      5、在接触表中，Distance Tolerance（接触容差）是指节点与接触体间的距离低于该距离时即被认为与接触体发生接触，此值不能太大，一般取0.1。
      6、Bias on Distance Tolerance(距离容差的偏置)应介于0到1之间，壳单元模型对该值参 敏感。如果壳单元模型的分析不收敛，可以尝试改此值，我在连杆分析中此值设为0.99。
     7、如果某接触体网格在生成的过程中，与其他接触物体的网格发生了非认为故意的重迭，则勾选Stress free initial contact非常重要。
    8、interference closure是专门设置接触对的过盈与间隙的，正值为过盈，负值为间隙。在使用此选项时，不能勾选Stress free initial contact，且要求接触面的网格节点尽量的对齐。
    9、如果出现不收敛的情况或分析过程非正常退出，可以考虑试着在工况中增加载荷步的数量。
    以上只是我自己的一点心得体会，不一定正确，大家可仅作参考之用。  最后，要特别的感谢Sunnygu大哥的无私帮助，希望像大哥这样的人越来越多！谢谢！

sunnygu

要是你再加上你的例子就好了。不过CONTACT分析，手册上说的很多了，包括例子。
http://www.scribd.com/group/75407-msc-software-md-user-s-guide

ywh362568

谢谢楼主！也谢谢斑竹。
过来学习，浅谈下：
1.是不是说MSC.nastran2005r2和2007就没有调用marc求解器？
md nastran调用了。还是两个其实都调用了，只是md nastran做了优化？

2.很多软件里叫做接触对的选择，把可能接触的地方选择进去就好，比如连杆和其连接装置的交界面。

3.这个要慢慢体会吧，不过你说的定义的先后，这个如何理解呢？是操作上的先后定义？还是计算时制定目标面和接触面的问题？是不是有个主动面和被动面的选择问题？

4.你的摩擦系数是根据什么设置的？查机械设计手册里材料的摩擦，还是不断试，然后得到一些不错的。

5.计算中，如果变形过大，是不是导致接触处的单元体积减小，而非线性计算是不是以最小单元为参照的；那是不是说到后面时间步会自动减小。不过你这个变形应该没那么大哦，这方面可能不太考虑？

6.记得ansys里有个大变形和小变形的选项，patran是不是也有，连杆计算里选择小变形？

7.显式计算里好像用罚函数法比较多，设定接触容差（捕捉接触关系），节点之间如果倒了这个数值，就进入接触计算，会根据这些点来计算接触力。有时候如果模型建立有问题，那么就会出现应力集中。
你这个接触计算是用什么算法的呢？

kokoman

3# ywh362568
1、在MSC.nastran2005r2和2007中可以调用impicit  nonlinear（隐式非线性），其核心即为marc求解器。调用impicit  nonlinear即为调用marc求解器。同样的一单元很多的bdf，用MSC.nastran2005r2和2007不能计算，且没有任何错误提示，md却可以计算，且计算结果比较理想，所以我判断是软件本身的问题，可能不能够计算大数量的单元。
2、在patran中，也是这样，把接触的地方选择进去就行，不一定全部框选的。
3、操作顺序上的定义是为了确定主动面和被动面，但在patran中好像没有选择主动面和被动面的功能，仅靠定义顺序来定的。
4、我没有设置摩擦系数，不过看资料不太精确的计算一般可以选择0.2
5、你说的其他问题，我没碰到过，我用的是软件中默认的算法，Multifrontal sparse。
很多东西我自己也不是很清楚，只能这样答复你了，还请见谅！

ywh362568

谢谢，又学习了
对隐式接触问题，以前做过一些例子类的东西。

倒是专门做过动态接触，比如冲击碰撞，类似于子弹冲击钢板这种（很多书上有这个例子），当时研究的是水射流冲击岩石。这种计算时多用显式算法。和你的隐式算法不太一样。
感觉那种计算结果很难判断，很多时候是凑数，自己到最后还是没完全弄明白，算一笔糊涂账吧。
特别是很多参数调来调去虽然得到一个好结果，只是高兴下而已，但是心里还是没底。

以前我看我师兄做隐式接触的时候，对摩擦系数总是调不好，这个系数对结果的影响好像很敏感。
其实我现在也没搞太明白接触的原理，还是看的少了，以后用到再好好看看。感觉很多问题好像接触的用mpc也可以马马虎虎解决吧

sunnygu

不是说根据定义接触的顺序。手册上只是这么讲，使读者明白。包括弹性模量小，网络密的,定义为主动接触.在定义接触表的时候可以选择自动更换。软件操作。建议看看论坛上MARC那边有一个CONTACT很好的资料。接触关键的问题是penetration和收敛问题。

前几天帮国内的一人看了一下设置，一团糟。说是算了一万上不收敛。我更改了一下，在我的LAPTOP上几分钟。估计软件都是多练习就熟练了。

摩擦系数根据实际的材料定义。分析以前，先设置为零。慢慢调整程序。

还有就是螺栓的分析，也是一个KEY POINT.

ywh362568

穿透确实是个很重要的问题，感觉主要和接触区域的节点数量（参与接触的节点吧）有关，还有时间步对其影响也瞒大的

是不是可以这样认为：
在捕捉到接触时计算出一个初始接触力，然后根据被捕捉到接触的节点来分配，看各点的接触力是否过大（有个上限吧），如果太大就认为穿透？

cbs2009

你好斑竹大哥，我现在做的一个分析需要用到螺栓的预紧力设置，我用的是四面体网格，加载时不能选择模型中的一个面，加载之后预紧力的方向也很不规范，请问大哥有什么好的解决办法吗？你以前的帖子我也看了，实话是我用patran时间不长，你们说的那种加初始变形的方法我不清楚怎么弄，希望版主大哥能指教。

ywh362568

是做螺栓和孔的接触分析吗？
感觉在连接处要六面体吧，否则结果可能比较糟糕

blueear

和marc的接触设置一样。

kokoman

9# cbs2009
四面体加载预紧力的结果非常不好，建议用六面体来加载预紧力

zyldemail303

大家谈的接触问题都说到了关键点，可是我同事在用ANSYS做接触问题时到时，提到了接触刚度问题，拿过他的ANSYS有关书籍资料看，确实有一项接触刚度参数的设置问题，而且这个参数要不停的调，到现在也不知道输入多大值合适。我奇怪的是，在patran中定义接触怎么就没有接触刚度这一项，翻了一下marc有关接触的介绍，也没有看到，不知道大家有没有注意到这个。

chlf001

6# ywh362568 斑竹，您好？您做过子弹撞击的例子吗？隐式分析的吗？可否给一例呢

chenen0932313

貌似谈的都很高深啊！新手路过！

wagv

好人啊.................

ishaou

张见识了。谢谢了。有待消化中

jiangsibao

sunnygu 发表于 2010-5-19 14:07
要是你再加上你的例子就好了。不过CONTACT分析，手册上说的很多了，包括例子。
http://www.scribd.com/grou ...

sunnygu版主大大，你给的链接不能用了

sunnygu

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