Creo Ansys Simulation 中的接触行为
在仿真研究过程中，参考在接触中的行为 (保持连接、滑动或分离) 称为接触行为。单击 > > 定义接触行为。其中一个参考被视为接触参考，另一个参考被视为目标参考。所有接触行为均被定义为自动非对称，因此求解器会自动控制最佳接触和目标参考。Creo Ansys Simulation 允许定义以下类型的接触行为：
• “连接”(Bonded) - 相接触的参考之间不允许分离或滑动。连接接触的连接元件之间自由度为零，可视为已粘结在一起。在仿真研究过程中，连接元件不会彼此分离。此类接触允许线性解，因为接触长度或接触面积在施加载荷期间不会发生更改。
• “无分离”(No separation) - 与连接接触类似，在仿真研究过程中不允许接触参考分离。但是可沿接触中的参考发生少量无摩擦滑动。
此选项不适用于热研究。
• “自由”(Free) - 所连接的元件或曲面可相对于彼此自由移动。元件可能彼此分离，甚至彼此贯穿。施加的力不会在连接的元件或曲面之间传递。
• “无摩擦”(Frictionless) - 此设置模拟标准单侧接触；即，如果发生分离，法向压力等于零。因此，模型的主体间可能会形成间隙，具体取决于所施加的载荷。此为非线性接触，因为接触面积可能会随载荷的增大而改变。此选项假定摩擦系数为零，允许自由滑动。使用此接触设置时，模型应受到适当约束。
• “有摩擦”(Frictional) - 在此设置下，两个接触几何在开始相对滑动之前，其接触界面可承载一定的剪应力。此模型定义了等效剪应力，在该应力下，接触压力降至最小，几何上开始产生滑动。超过该剪应力后，两个几何将彼此相对滑动。摩擦系数可以为任意非负值。
• “粗糙”(Rough) - 此设置模拟边或曲面间无滑动的完全粗摩擦接触。默认情况下，不会自动封闭间隙。这种情况与接触主体间的无穷大摩擦系数相对应。
可在“结构接触行为”(Structural Contact Behavior) 对话框中定义以下选项：
• “摩擦系数”(Coefficient of friction) - 摩擦系数是一个无量纲数，其定义为两接触区域摩擦力与法向力之比。该值可以是任何大于零但小于无穷大的非负数。
• 公式 - 可通过该选项指定软件用于计算特定接触副的算法。可用公式类型如下：
◦ “程序控制”(Program controlled) - 此为默认推荐公式。
◦ “增广拉格朗日法”(Augmented Lagrange) - 也属于基于罚函数法。与罚函数法相比，此方法通常具有更好的调节性，且对接触刚度系数的大小敏感度较低。但在某些分析中，增广拉格朗日法可能需要额外的迭代，尤其是在变形后的网格变得过于扭曲时。
◦ “罚函数法”(Pure penalty) - 基于罚函数法的基本接触公式。
◦ “多点约束法”(Multi-point constraint) - 适用于“连接”(Bonded) 和“无分离”(No Separation) 接触行为类型。多点约束方程于内部创建以将主体连接在一起。如果想要得到完全线性接触，或者要处理使用罚函数时出现的自由振动非零模式问题，该算法非常有用。请注意，基于接触的结果 (如压力) 将为零。
◦ “一般拉格朗日法”(Normal Lagrange) - 接触处于闭合状态时，在法向使用拉格朗日乘数法，在切向使用罚函数法，强制实现零穿透。法向刚度不适用于此设置。一般拉格朗日法会将接触牵引力作为附加自由度添加至模型，且需要额外迭代来稳定接触条件。与增广拉格朗日法设置相比，计算成本通常较高。
• 接触检测 - 可通过选择接触检测方法选取分析中使用的接触检测位置，以获得较好的收敛性。选择下列接触检测方法之一：
◦ “程序控制”(Program Controlled) - 此为用于检测接触的默认推荐机制。
◦ “接触检测半径”(Contact detection radius) - 启用由指定半径值定义的区域内的接触。其类似于公差设置。默认检测半径值为 1.0。
◦ “检测半径因子”(Detection radius factor) - 将自动求得的接触检测半径与在“值”(Value) 框中指定的固定值相乘。
• 间隙和重叠建模 - 对于非线性接触类型 (有摩擦、无摩擦和粗糙)，也可对间隙进行建模，并更加精确地建模接触区域。可指定下列附加选项：
◦ “调整间隙/重叠”(Adjust gap/overlap) - 选择下列间隙或重叠几何建模方法之一：
▪ “程序控制”(Program controlled) - 此为默认机制，软件可通过该机制确定处理间隙和重叠几何时所采用的方法。
▪ “修复意外的间隙/重叠”(Fix unintentional gap/overlap) - 封闭意外间隙并忽略接触曲面间的干涉，以仿真无应力状态。
▪ “定义偏移值”(Define offset value) - 指定接触曲面的移动值。该值必须为实数。正值表示接触曲面朝目标曲面移动以封闭间隙。负值表示接触曲面从目标曲面移开以解决重叠问题。这两种情况均在相关元件中仿真由偏移运动引起的应力。
◦ “刚度因子”(Stiffness factor) - 法向刚度因子。将自动求得的刚度因子与此处指定的常数值相乘。适用于非线性接触类型 - 有摩擦、无摩擦和粗糙。
创建结构接触行为
要创建接触行为，请执行以下步骤：
1. 单击 > > 。“结构接触行为”(Structural Contact Behavior) 对话框随即打开。
3. 指定接触的名称，或接受默认名称。
4. 当行为为摩擦类型时，请指定“摩擦系数”(Coefficient of friction) 值。该值可以是任何大于零但小于无穷大的非负数。
9. 单击“确定”(OK)，创建并保存接触行为。接触行为将显示在仿真树中，且会成为使用该接触行为的所有接触的父节点。