Abaqus接触面节点强制匹配技术详解

接触分析中,节点对齐可以提高收敛性、收敛速度以及计算精度,在一些前处理专用软件中实现不同Part接触面的节点匹配非常容易,但是在Abaqus中比较困难。

Abaqus提供了同一个Part相同形状面之间的网格复制(Edit Mesh→Copy Mesh Pattern),可以实现面-面周期性网格节点强制匹配,这个功能在RVE分析中比较常用,但是不同Part之间如何做呢?

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图1

不同Part接触面的网格强制匹配



在Abaqus中,可以通过一种非常规的操作技巧来实现接触面网格(节点)强制匹配,该方法类似于在XEFM分析中插入裂缝。

比如这个案例中,需要计算横向拉力作用下连接件和垫圈之间的接触压力,我们可以采用三种前处理方式做个比较。

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图2



连接件和垫圈接触压力计算


  • 不匹配网格
  1. 按默认设置划分各个部件的网格
  • 不匹配网格+3D面Smoothing
  1. 按默认设置划分各个部件的网格
  2. 接触对中设置Surface Smoothing


  • 强制匹配网格
  1. Assembly模块,使用布尔操作合并part,并保留交界面
  2. Interaction模块,使用Special→Assign Seams拾取交界面
  3. Interaction模块,使用2中创建好的Seam定义接触对,主从面分别为其两个侧面
  4. Mesh模块,为被合并部件划分网格,节点被强制对齐


处理完的网格如下图所示:

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图3



三种前处理方式

三个模型求解的运行时间分别为25s、20s、19s,计算结果表明,后两种方式在应力应变位移接触开度接触压力以及变形(变形放大系数统一为100)等方面的结果都非常相近,比第一种方式合理。

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图4



放大100倍的变形

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图5



接触开度-无变形放大

Abaqus接触面节点强制匹配技术的图6

接触压力-无变形放大


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