【技術篇】接觸非線性設置問題小結

2017-04-27  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

1.Penalty Method(永遠都會有滲透):

接觸分析中的默認方法。

適用于大型3D模型,主導非線性材料行為。

FKN:factor contact stiffness

小的contact stiffness→大的滲透(刺穿)→好的收斂

大的contact stiffness→小的滲透(刺穿) →壞的收斂

100倍不同的FKN導致100倍的接觸滲透,但只有1%的不同在接觸力和接觸壓力方面。

降低FKN可以幫助收斂,尤其是以位移驅動的問題中。

起始FKN估計:FKN=0.1對于柔性較大(彎曲為主)的部件,如柔柔接觸FKN=1對于接觸中的大塊實體,一般剛性接觸可Keyopt(10)=2,會導致較少的迭代次數(each iteration)如有磨擦,則不能選擇PCG求解器,需SPARSE

2.Lagrange & Penalty Method:

適用于2D模型,有大型滑動的問題,主導非線性材料行為。

將penalty與 lagrange 結合起來,先基于penalty,一旦達到 平衡,檢查穿透容差。

如有必要,則接觸壓力增加,迭代繼續。

面面接觸單元采用此法可強制接觸協調。

穿透容差FTOLN (penetration tolerance)

容差=FTOLN X h(下層單元的深度)

太小的FTOLN會導致收斂困難。

Lagrange零件在法向方向運動

Penalty零件在切向方向運動(可能產生滑動即使是互相粘接的部份)

3.MPC Method

一般用于MPC connection solid-beam and shell-beam

表面效應單元的特點

1.對于非線性分析:

Penalty零件在切向方向運動(可能產生滑動即使是互相粘接的部份)

Sparse direct:直接求解器(稀疏)—相對穩定和有效

Pre-Condition CG(PCG):迭代求解器—更有效,但不穩定

Frontal direct:波前求解器—更穩定,但效率低

2.直接求解器:

對于大多數問題為缺省選擇,

對病態矩陣優于PCG(在file.pcs達到收斂的迭代次數超過1000)

如果存在非對稱矩陣(摩擦接觸)

采用并行處理

3.迭代求解器:

細化網格最有效,3D模型和實體單元185,186,187,95,92和45。

若收斂快,則優于直接求解器(在file.pcs中達到收斂的迭代次數有數百次)

4.波前求解器:

僅對于規模問題(小于50,000自由度)

ANSYS最初的直接求解器

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