【正文】 示： 版本中，ABAQUS/Standard 也具有通用接觸算法。[53] (pp136)在ABAQUS/Standard 模擬接觸過程中，接觸方向總是主面的法線方向，從面上的節(jié)點(diǎn)不會(huì)穿越主面，但主面上的節(jié)點(diǎn)可以穿越從面。定義主面和從面的一般規(guī)則為：（1）選取剛度大的面作為主面。這里的“剛度”指材料特性和結(jié)構(gòu)剛度。解析面或由剛性單元構(gòu)成的面必須作為主面，從面則必須是柔體上的面（可以是施加了剛性約束的柔體）。（2）若兩接觸面剛度相似，則選取粗糙網(wǎng)格的面作為主面。（3）如果能使兩接觸面的網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)位置一一對(duì)應(yīng)，則能使結(jié)果更精確。（4）主面必須是連續(xù)的，由節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的面不能作為主面。如果是有限滑移，主面在發(fā)生接觸的部位必須是光滑的，即不能有尖角。（5）若主面在發(fā)生接觸的部位存在尖銳的凹角或凸角，應(yīng)該在此尖角處把主面分為兩部分來分別定義，即定義為兩個(gè)面。對(duì)于有單元構(gòu)成的主面，ABAQUS 會(huì)自動(dòng)進(jìn)行平滑處理。（6）若是有限滑移，則在整個(gè)分析過程中，都盡量不要讓從面節(jié)點(diǎn)落到主面之外（尤其不要落在主面的背面），否則容易出現(xiàn)收斂問題。（7）一對(duì)接觸面的法線方向應(yīng)該相反。一般來說，對(duì)于三維柔性實(shí)體，ABAQUS 會(huì)自動(dòng)選擇正確的法線方向，而在使用梁單元、殼單元、膜單元、絎架單元或剛體單元來定義接觸面時(shí)，用戶往往需要自己制訂法線方向，就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。[54] (pp138) 小滑移也可用于幾何非線性問題，并考慮主面的大轉(zhuǎn)動(dòng)和大變形，更新接觸力的傳遞路徑。小滑移有兩種算法：點(diǎn)對(duì)面和面對(duì)面。后者的應(yīng)力計(jì)算結(jié)果精度較高，并且可以考慮板殼和膜的初始厚度，但有些情況下代價(jià)較大。[54] (pp139) 小滑移問題的接觸壓強(qiáng)總是根據(jù)未變形時(shí)的接觸面積來計(jì)算的，有限滑移問題的接觸壓強(qiáng)則是根據(jù)變化的接觸面積來計(jì)算。[55] (pp139) 設(shè)定接觸面之間的距離或過盈量有三種方法：（ 1 ） 根據(jù)模型的幾何尺寸位置和ADJUST參數(shù)進(jìn)入Interaction 模塊，點(diǎn)擊主菜單Interaction→Create，在Edit Interaction 對(duì)話框中選中Specify tolerance for adjustment zone，在其后輸入位置誤差限度值。（ 2 ） 使用關(guān)鍵詞*CONTACT INTERFERENCE進(jìn)入Interaction 模塊，點(diǎn)擊主菜單Interaction→Create，點(diǎn)擊Edit Interaction 對(duì)話框底部的Interference fit。提示：這種方法類似于施加載荷，不能在initial 分析步中定義，而只能在后續(xù)分析步中定義，并且可以在分析步中改變大小、被激活或被去除。用戶需要自己定義一條幅值曲線使之在整個(gè)分析步中從0 逐漸增大到1。位置誤差限度必須略大于兩接觸面間的縫隙。（3）使用關(guān)鍵詞*CLEARENCE 它只適用于小滑移，并且不需要ADJUST 參數(shù)來調(diào)整從面節(jié)點(diǎn)的位置。ABAQUS/CAE 不支持此關(guān)鍵詞，只能手工修改INP 文件。提示：如果過盈接觸是通過節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)或*CLEARENCE 來定義的，在分析的一開始全部過盈量就會(huì)被施加在模型上，而且無法在分析過程中改變過盈量的大小。[56] (pp140) ABAQUS 中接觸壓力和間隙默認(rèn)關(guān)系是“硬接觸”，即接觸面之間能夠傳遞的接觸壓力的大小不受限制；當(dāng)接觸壓力變?yōu)榱慊蜇?fù)值時(shí)，兩個(gè)接觸面分離，并且去掉相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上的接觸約束。[57] (pp140) 在對(duì)分析步的定義中可以使用下面關(guān)鍵詞*CONTACT PRINT 將接觸信息輸出到DAT 文件（ABAQUS/CAE 不支持）。CPRESS 和CFN 的區(qū)別是：CPRESS 是從面各個(gè)節(jié)點(diǎn)上各自的接觸壓強(qiáng)，而CFN 代表接觸面所有節(jié)點(diǎn)接觸力的合力，它包含四個(gè)變量：CFNM、CFNCFN2和CFN3。接觸面所有節(jié)點(diǎn)在垂直于接觸面方向上接觸力的合力稱為法向接觸力。如果接觸面是曲面，就無法由CFN 直接得到法向接觸力，這時(shí)可以通過各個(gè)從面節(jié)點(diǎn)的CPRESS 來計(jì)算法向接觸力法向接觸力=從面上所有節(jié)點(diǎn)的CPRESS 之和 X 從面的面積/從面上的節(jié)點(diǎn)數(shù)由法向接觸力可以計(jì)算庫倫摩擦力摩擦力=法向接觸力X 摩擦系數(shù)[58] (pp141) 利用MSG 文件可以查看分析迭代的詳細(xì)過程，從面節(jié)點(diǎn)有開放和閉合兩種接觸狀態(tài)。如果在一次迭代中節(jié)點(diǎn)的接觸狀態(tài)發(fā)生了變化，稱為“嚴(yán)重不連續(xù)迭代（SDI）”。如果分析能夠收斂，每次嚴(yán)重不連續(xù)迭代中CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目會(huì)逐漸減少，最終所有從面節(jié)點(diǎn)的接觸狀態(tài)都不再發(fā)生變化，就進(jìn)入平衡迭代，直至收斂。如果 CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目逐漸減少，但最終不斷重復(fù)出現(xiàn)“0 CLOSURES，1 OPENINGS”和“1 CLOSURES，0 OPENINGS”（此處的數(shù)字也可以大于1），即所謂“振顫”。如果 CLOSURES 和OPENINGS 的數(shù)目逐漸減少，但減小的速度很慢，達(dá)到第12 次嚴(yán)重不連續(xù)迭代后，ABAQUS 就自動(dòng)減小增量步長，重新開始迭代。如果增大這個(gè)最大次數(shù)，允許ABAQUS 多進(jìn)行幾次迭代，就有可能達(dá)到收斂。操作方法：進(jìn)入Step 模塊，主菜單Other→General Solution Controls→Edit，選擇相應(yīng)的分析步，點(diǎn)擊Continue，選中Specify，點(diǎn)擊Time Incrementation 標(biāo)簽頁，點(diǎn)擊第一個(gè)More，把Is 由默認(rèn)的12 改為適當(dāng)?shù)闹?，然后點(diǎn)擊OK。如果希望在 MSG 文件中看到更詳細(xì)的接觸分析信息，可以在Step 模塊中選擇菜單Output→Diagnostic Print 然后選中Contact。其相應(yīng)的關(guān)鍵詞是*PRINT, CONTACT=YES。[59] (pp145) 解決接觸分析中的收斂問題：（1）檢查接觸關(guān)系、邊界條件和約束。（2）消除剛體位移。表51 列出了各種模型類型可能出現(xiàn)的剛體位移。模型類型 剛體位移三維實(shí)體模型UUU3（方向3 上的平移）URURUR3（關(guān)于軸3 的轉(zhuǎn)動(dòng)）軸對(duì)稱模型U2（方向2 上的平移）UR3（關(guān)于軸3 的轉(zhuǎn)動(dòng)，只適用于軸對(duì)稱剛體）平面應(yīng)力模型 UU2（方向2 上的平移）平面應(yīng)變模型 UR3（關(guān)于軸3 的轉(zhuǎn)動(dòng)）出現(xiàn)剛體位移時(shí)，在MSG 文件中會(huì)顯示Numerical Singularity（數(shù)值奇異）警告信息；有些情況下，還會(huì)顯示Negative Eigenvalue（負(fù)特征值）警告信息。具體操作方法：在Visualization 功能模塊的主菜單中選擇Tools→Job Diagnostics，在彈出的對(duì)話框中選中Highlight selections in viewport，可以顯示出現(xiàn)了Numerical Singularity 的節(jié)點(diǎn)。（3）一般來說，如果從面上有90186。的圓角，建議在此圓角處至少劃分10 個(gè)單元。（4）如果接觸屬性為“硬接觸”，應(yīng)盡可能使用六面體一階單元（C3D8）。如果無法劃分六面體單元網(wǎng)格，可以使用修正的四面體二次單元(C3D10M)。（5）避免過約束，即節(jié)點(diǎn)的某個(gè)自由度上同時(shí)定義了兩個(gè)以上的約束條件?？赡茉斐蛇^約束的因素有：(a)接觸：從面節(jié)點(diǎn)會(huì)受到沿主面法線方向的約束；(b)邊界條件；(c)連接單元； (d)子模型邊界；(e)各種約束。（6）摩擦系數(shù)越大，接觸分析就越不容易達(dá)到收斂。[60] (pp145) 解決振顫收斂問題5 種方法：（1）主面必須足夠大，保證從面節(jié)點(diǎn)不會(huì)滑出主面或落到主面的背面。如果無法在模型中直接定義足夠大的主面，可在關(guān)鍵詞*CONTACT PAIR 中使用參數(shù)EXTENSION ZONE 來擴(kuò)大主面的尺寸。*CONTACT PAIR, SMALL SLIDING, EXTENSION ZONE=擴(kuò)展尺寸（2）使用自動(dòng)過盈接觸限度會(huì)有助于解決振顫問題，其相應(yīng)關(guān)鍵詞為*CONTACT CONTROLS, MASTER= 從面, SLAVE= 主面, AUTOMATIC TOLERANCES具體操作：Interaction 模塊，主菜單Interaction→Contact Controls→Create，然后點(diǎn)擊Continue，選中Automatic overclosure tolerance，再點(diǎn)擊OK。在彈出的Edit interaction 對(duì)話框中，將Contact Controls 設(shè)置為已定義的接觸控制名稱。（3）主面應(yīng)足夠平滑，盡量使用解析剛性面，而不要用由單元構(gòu)成的剛性面。對(duì)于解析剛性面，可使用以下關(guān)鍵詞來使其平滑*SURFACE, FILLET RADIUS對(duì)于由單元構(gòu)成的剛性面，可可使用以下關(guān)鍵詞來使其平滑*CONTACT PAIR, SMOOTH（4）若只有很少的從面節(jié)點(diǎn)和主面接觸，則應(yīng)細(xì)化接觸面的網(wǎng)格，或?qū)⒔佑|屬性設(shè)置為“軟接觸”。（5）若模型有較長的柔性部件，并且接觸壓力較小，則應(yīng)將接觸屬性設(shè)置為“軟接觸”。[61] (pp150) 如果模型中有塑性材料，或分析過程中會(huì)發(fā)生很大的位移或局部變形，或施加載荷后會(huì)使接觸狀態(tài)發(fā)生很大的變化，則應(yīng)設(shè)置較小的初始時(shí)間增量步。[62] (pp153) 在創(chuàng)建軸對(duì)稱部件時(shí)，ABAQUS/CAE 要求旋轉(zhuǎn)軸必須是豎直方向的輔助線，而且軸對(duì)稱部件的整個(gè)平面圖都要位于旋轉(zhuǎn)軸的右側(cè)。[63] (pp157) 在邊界條件中給出的位移值是相對(duì)于模型初始狀態(tài)的絕對(duì)位移值，而不是當(dāng)前分析步中的增量值。第六章 彈塑性分析實(shí)例[64] (pp166) ABAQUS 默認(rèn)的塑性材料特性應(yīng)用金屬材料的經(jīng)典塑性理論。在單向拉伸/壓縮試驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)是以名義應(yīng)變nom ε 和名義應(yīng)力nom σ 表示的，其計(jì)算公式0 0,AFllnom nom =Δε = σ為了了準(zhǔn)確地描述大變形過程中截面面積的改變，需要使用真實(shí)應(yīng)力true ε （又稱對(duì)數(shù)應(yīng)變）和真實(shí)應(yīng)力true σ ：( ) ( ) true nom true nom nom ε = ln 1+ε , σ =σ 1+ε[65] (pp167) 在比例加載時(shí)（即加載過程中主應(yīng)力方向和比值