接触面积对接触的影响

hanfengzlx

大家好，为了知道ADINA中影响接触问题的因素，我做了个简单的轴对称模型(见附件)，单元组1和单元组2均为线弹性模型，且除了施加的均布荷载，不再考虑其它任何体积荷载。文件30.in和40.in唯一不同的是Z向深度不同，一个是30m，一个是40m，在同样2000kPa的均布荷载作用下，为什么30.in的文件能正常计算，而40m.in的文件就只能计算第一步，在第二步迭代完15次后仍不收敛计算就取消了呢？而我把40m.in文件的荷载改小到400kPa时，仍只能算到第一个时间步，而减小到200kPa时，就可以算到第二个时间步了；减小到100kPa时，计算则能够完成。同样的荷载(2000kPa)下，Z向深度增加了，相当于接触面积增加了，为什么接触就不收敛了呢？我看了下输出文件，只说了迭代次数满15次，不收敛，请尝试用ATS，我试了，还是不行。不知道大家有没有遇到类似的问题，或者说对这个问题是怎么看待的呢？

wry618

我把你的问题看了一下，只要调整一下时间步两个都可以收敛了，你可以看一下
一般接触问题的收敛：
1、打开线性收缩，linear search。
2、设置慢速动力选项，即low-speed dynamic，当然针对稳态的情况下；
3、时间步上进行控制，一般缩小时间步，先用小的载荷进行尝试；
4、自动时间步进行求解。 1# hanfengzlx

hanfengzlx

2# wry618 谢谢！这样确实可以收敛，而且将求解时间增大后也能收敛。但是为什么会出现这种情况呢？Z向深度增加后是改变了哪个因素才导致的不收敛呢？一直想不通这个问题。而且，在ADINA中约束方程这种接触算法里将切向力与法向力及摩擦系数的比值(FT/uλ)也即τ定义为与接触面相对滑移速度的关系，见图。

为什么在ADINA中要将其定义为与接触面相对滑移速度的关系呢？理论手册中提到:
In static analysis, the sliding velocity is calculated by dividing the incremental sliding displacement by the time increment. Hence,time is not a dummy variable in static frictional contact problems.静力问题中为什么要速度这个概念？是不是有些不太合适呢？如果求解时间与动力分析中的时间不是一个概念，那么这个求解时间在这里到底有什么意义呢？它有什么物理含意？呵呵，发现越看不明白的越多，还望指教哈！

wry618

楼主主要用ADINA解决什么问题？研究方向是什么？
对于接触的具体理论，我觉得你可以找相应的专门讲接触数值计算理论的书籍，这样会理解的深入一些。 3# hanfengzlx

hanfengzlx

4# wry618
嗯，相关理论我也看过一些，现有的接触问题处理基本上都是Goodman无厚度单元、Desai薄层单元以及摩擦单元，但是每个软件在针对接触问题的求解时都有着其自己的特点吧。就像ADINA，对大多数接触问题都采用约束方程来求解，其实质应该就是库仑摩擦理论吧。主要就是对ADINA软件本身为什么要将系数τ定义成与相对滑移速度的关系？ADINA也说了，在涉及到接触的静力分析中，时间不再是一个虚拟变量，但事实上，静力分析不应该与时间扯上关系啊，那ADINA中的这个时间可能只是一个影响接触特性的参数，而本身已经失去了时间的含义。那么这个参数到底起什么作用？


   呵呵，谢谢你给予的关注。其实我主要是想模拟桩土相互作用的，重点本身并不在接触上，但建模的时候遇到了这个问题，就觉得把其作为一个黑匣子不好，那样我的计算结果就不好分析了，所以想把它弄清楚。哪知道越弄越恼火，其实理论手册关于约束方程处理接触的内容也差不多看完了，但还是没想明白。

wry618

呵呵，搞科研需要这样的精神啊，相比一下，有点惭愧( ⊙ o ⊙ )啊！ 5# hanfengzlx

hanfengzlx

6# wry618
呵呵，谢谢！可能就是积累不够吧，才会这样。前路漫漫啊……呵呵