在某些情况下,物体之间刚开始并没有接触,但是随着物体变形的增大,物体之间发生了接触,下面以某悬挑的两根梁为例,简要模拟该过程。 
如图所示的两根悬臂梁,材料为钢材,长度均为0.4m,截面尺寸均为50mmX20mm,两根梁沿高度方向在中间有10mm的间隙,上根梁顶部承受均布荷载P,随着荷载P的逐渐增大,上部梁变形增加,当超过中间间隙时,会与下部梁接触进而一起发生变形,结构的受力体系发生变化。 
 
 
采用ANSYS模拟该过程,实体单元Solid186模拟梁体,Conta174和Targe170单元模拟接触,并且不考虑在该过程中的摩擦作用,以及结构自重的影响。 
在该问题的建模过程中,需要注意的事项如下: 
 
1) 为减少计算量,可以估计出接触的区域,然后通过工作平面切分,在接触区域适当加密网格,在非接触区域可稍微增大网格尺寸。 
 
2)接触刚度的设置。接触单元默认的接触刚度一般来讲适用于大多数的情况,但本问题明显存在弯曲大变形,此时默认的接触刚度并不一定适用,可以设置较小的接触刚度帮助收敛,但同时也可能因为较大的侵入而不收敛,设置单元选项Keyopt(10)=1,在每一迭代中更新接触刚度。 
 
命令流如下: 
 
finish 
 
/clear 
/prep7 
b=50 
h=20 
l=400 
dt=10 
et,1,solid186 
et,2,conta174 
et,3,targe170 
keyopt,2,10,1 
r,1 
r,2 
rmodif,2,3,0.01 
mp,ex,1,2.1e5 
mp,prxy,1,0.3 
blc4,,,b,h,l 
vgen,2,1,,,0,h+dt,0.8*l 
wpoff,,,0.7*l 
vsbw,all 
wpoff,,,0.4*l 
vsbw,all 
wpcsys,-1 
vatt,1,1,1 
esize,5 
mshkey,1 
vmesh,all 
nsel,s,loc,z,0.8*l,1.2*l 
nsel,r,loc,y,h+dt 
type,2 
real,2 
esurf 
nsel,s,loc,z,0.7*l,l 
nsel,r,loc,y,h 
type,3 
esurf 
nsel,all 
asel,s,loc,z,0 
asel,a,loc,z,1.8*l 
da,all,all 
asel,s,loc,y,2*h+dt 
sfa,all,1,pres,1.0 
allsel,all 
/solu 
nlgeom,on 
outres,all,all 
nsubst,20 
!pred,off 
time,1 
solve 
/post1 
plnsol,u,y 
plnsol,s,z 
!求接触合力 
esel,s,type,,2 
etable,fxi,nmisc,43 
etable,fyi,nmisc,44 
etable,fzi,nmisc,45 
ssum 
结构各个时刻的位移云图如下: 
time=0.05s 
 
 
time=0.175s 
 
 
time=0.2875 
 
 
time=0.4563 
 
 
time=1s 
 
 
最终时刻的接触合力为: 
 
 
结构中点竖向位移随时间的变化关系: 
 
 
 
结构应力动画如下所示: 
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