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18.4.1法向接触力方向
在接触分析中,当主面为实体单元时,接触力总是将侵入的物体推出实体内部,从拓扑几何的角度来说,是很容易识别实体单元的内部与外部的,因而在接触分析中无须为实体单元指定接触力方向。当主面为壳单元时,由于采取抽中面,用二维网格代替三维网格,壳单元不存在体内与体外的概念,所以需要指定接触力的方向。OptiStruct中提供了四种指定接触力方向的方法,通过CON-TACT卡片上的 MORIENT字段设置,选项定义如下。
1)OPENGAP。该参数表明主从面之问没有初始穿透,法向接触力将始终推离主从面,
图 18-9 所示。2)OVERLAP。该参数表明主从面之间存在初始穿透,法向接触力将推动从节点从主面初始侧移动到另外一侧,如图18-10所示。
各种类接触力方向示意图
18.4.2 搜索间距
在接触单元的建立中,从节点或从面会在用户指定的搜索间距内搜寻相应的主面,只有在搜索间距内的主从面才会建立接触单元。在OptiStruct中,默认的搜索问距为主面单元长度平均值的2倍,对于绑定接触为主面单元长度平均值的一半。对于壳单元,接触搜索间距会自动考虑板的厚度。以两块厚度为2mm的板为例,两块板的中面距离为5mm,这两块板的表面距离为3mm,那么可设置搜索间距为3.1mm,即可建立接触单元。
18.4.3接触调整
在有限元分析中,需要对几何面进行离散,CAD 中完美配合的接触面在经过有限元离散后,由于精度损失会存在微小的几何穿透,如果不调整这些小的穿透,软件会认为这些地方是过盈配合,会产生较大的接触力。但是如果手动调整这些穿透工作量会很大。OptiStruct在CONTACT卡片提供了 ADJUST字段,可自动调整这些小的穿透,选项如下。
l NO:不做调整。
l 大于0的实数:调整与主面间距小于或等于ADJUST的从节点至主面上,如图18-13b所示。
l 等于0:将存在穿透的节点调整至主面上,如图18-13c所示
图18-13 ADJUST节点调整示意图a)初始位置 b)ADJUST>0时调整后位置c)ADJUST=0时调整后位置
l AUTO:等效于 ADJUST等于5%的主面单元平均尺寸。
需要指出的是,当不考虑接触厚度时,节点会被调整到中面上;当考虑接触厚度时,节点会被西整到中面的上表面(中面偏移T/2),图18-13所示为考虑接触厚度影响的结果。
本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》,版权归原作者所有,如有侵犯您的权益,请及时联系我们,我们将立即删除。
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