Abaqus中内部接触的构建方法

1必要性
     

在做 复合材料冲击、压溃、切削、钻削等问题仿真分析时,随着分层或者面内损伤的扩展,部分单元会逐渐被删除,局部单元删除后,与被删除单元相邻的单元上共用的内部单元面便会裸露出来,而这些内部单元面默认是不会被考虑在接触范围之内的。
   
以下图所示的冲击损伤为例,当脆性材料开裂以后,如果不考虑内部接触,开裂产生的新的内部单元面与底板之间无接触关系,则破碎单元将会穿透底板,达不到预期的效果。
Abaqus中内部接触的创建方法(一)的图1


同样的,下面的复合材料层压板压溃分析中,也有类似的问题,当分层产生以后,层间cohesive单元被删除,cohesive单元两侧的层板单元面裸露出来,如果不考虑内部接触,两侧单元会互相穿透。另外,当层板单元被删除后,如果不考虑内部接触,加载板/支撑板与层压板之间也将失去接触关系,使得载荷施加不上去,加载板/支撑板直接穿过层板网格。


Abaqus中内部接触的创建方法(一)的图2


该如何创建内部接触呢?



2内部接触创建方法

创建内部接触的方法大约有三种,今日先介绍一种官方做法。


方法1

该方法为官方正式方法,基于单元集合创建内部面,然后将内部面包含在通用接触中。具体实施步骤如下:
     
1)基于Part创建单元集合,该单元集合须包含所有可能进入内部接触区域的单元,并对单元集合命名,例如命名为“ALL_ELEMS”。
     

2)同样在Part层面创建一个Surface,类别为基于单元类型,在视图中选择对象时可以选择某一个单元的某一个面作为一个假面(并非真正参与内部接触的面),并进行命名,例如命名为“inner_surf”
     

3)在interaction模块创建通用接触,通用接触中将上一步创建的内面“inner_surf”包含进去,注意,此时的内面为假面。
     

Abaqus中内部接触的创建方法(一)的图4


4)进入Job模块,写出inp文件,并用文本编辑器将inp文件打开,通过关键字搜索找到定义名为“inner_surf”的位置,一般为以下形式:
     


      *Surface, type=ELEMENT, name=inner_surf
     


      _inner_surf_S3, S3
     


      将上述关键字按照以下形式进行修改并保存:
     


      *Surface, type=ELEMENT, name=inner_surf
     


      ALL_ELEMS, interior
     


      其中,ALL_ELEMS即为第一步创建的单元集合,interior关键字代表内部面。至此内部单元面及内部接触就创建完成了。
     


      保存inp以后,再次提交任务时,可以用Abaqus Command来提交,也可以在CAE Job模块提交任务,后者提交任务时,切记不要再原模型任务中直接提交,否则将覆盖掉刚刚修改过的inp,正确的方式为创建一个新的Job,Job类型选择Input file而不是默认的Model:
     

Abaqus中内部接触的创建方法(一)的图5


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