接觸相互作用的分析難點在于其多尺度和多物理特性,力學分析中,宏觀接觸則被定義為載荷和能量在接觸面之間的轉(zhuǎn)化。
從宏觀力學的角度分析:
接觸是兩個及以上幾何體之間已經(jīng)發(fā)生接觸并伴隨力和能量的交換;
除常規(guī)本構(gòu),需要額外的模型定義接觸:
1.表面屬性表征相互作用
2.引入摩擦系數(shù)、接觸區(qū)域和導熱系數(shù)等衡量指標表征物理現(xiàn)象
3.數(shù)值模擬接觸的難點在于邊界非線性嚴重間斷形式:
4.接觸邊界和接觸應力未知
5.相互作用模塊設置的約束并不一定會嚴格執(zhí)行
6.接觸壓力發(fā)生突變 (very challenging for NR solver)
The contact algorithm in Abaqus/Standard
Abaqus在interaction module模塊對接觸進行定義和管理,每個相互作用包含:
1. 機械和熱接觸材料模型—接觸壓力-過盈接觸關(guān)系、摩擦系數(shù)、接觸傳導系數(shù)
2. 接觸區(qū)域—已接觸或存在接觸趨勢的面
3. 接觸表征和控制
Properties
1. Mechanical Contact Properties
Normal Behavior
Tangential Behavior
Damping
Damage
Fracture Criterion
Cohesive Behavior
Geometric Properties
2. Thermal Contact Properties
Thermal conductance
Heat Generation
Radiation
3. Electrical Contact Properties
Electrical Conductance
Contact Domain
1. Contact pairs algorithm
2. General contact algorithm
Contact Formulation and Controls
1. Contact Discretization
Node-to-Surface
Surface-to-Surface
2. Contact Tracking Approach
Finite-sliding
Small-sliding
3. Contact Surface Role Assignments
Rules for role assignment
Advanced numerical options:
1. Contact Initialization
2. Contact Stabilization
3. Contact Controls