設計仿真 | Adams接觸定義指南（五）：柔性體接觸及技巧

柔性接觸方程是基于線性柔性體的模態求解的方式進行建立的。柔性體的實時節點位置是通過模態疊加的方式進行計算。接觸計算中，柔性體的三角形網格被視為小的面幾何。柔性體接觸位置的計算與剛性體接觸位置的計算方法一樣，均使用同樣的技術，參考接觸指南（一）。柔性體的接觸應用IMPACT方法計算接觸力，罰函數的方法不再支持柔性體的接觸定義。本文主要針對柔性體的接觸理論、接觸計算的方法以及接觸參數的設置進行闡述。

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柔性體接觸的理論

柔性體接觸理論主要把包括如下幾個方面：

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柔性體接觸計算的原理

不管是剛體、柔性體、2D或者3D單元，接觸力的計算均需要滲透深度作為接觸函數的輸入，從而得到接觸過程中的接觸力。

接觸類型為柔性體與柔性體的接觸類型時，幾何通過每個物體的曲面節點的網格定義。而有限元網格的節點被分組成三角形。當柔性體接觸時，將會形成一個相交的空間區域。只有該相交區域內的節點，會產生接觸的作用力。而總的接觸力會分布到各個節點上，節點的接觸力的大小與各個節點的滲透深度成正比關系。

當相交空間的區域內I柔性體與J柔性體各自節點的數量不一樣時，這種情況并不會影響接觸力的計算。因為柔性體的相關接觸關系，需要保證整個接觸區域的接觸力合力大小相等方向相反。而節點數量不一致，并不違反上述的要求。

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柔性體接觸的限制

01柔性體的接觸定義是基于線性理論，對于大變形的接觸，結果精度相比實際會有一定的出入；

02柔性體接觸定義類似于使用接觸函數，而接觸函數是一個非線性彈簧阻尼器。對于接觸應力的獲取，推薦應用非線性有限元進行分析；

03柔性體是基于模態的方法建立的，意味著接觸力的求解是基于模態振型求解的，故在進行有限元mnf輸出時，需要確保柔性體的模態數量能夠滿足分析的工況；

04可以應用模態應力恢復得到柔性體的應力，但需要擁有Adams/Durability的license；

05柔性體的接觸計算需要應用C++求解器，同時只支持IMPACT方法。

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柔性體接觸參數的設置

柔性體的接觸參數的設置方法可參考剛體的接觸參數的設置方法。

■接觸剛度

■ 接觸力指數

■ 最大滲透深度

■ 最大接觸阻尼Cmax

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接觸求解設計技巧

01為了避免模型文件過大，可在輸出柔性體的過程中，只保留柔性體接觸區域的網格，非接觸區域定于為PLOTELs單元，或者應用Adams/Flex工具對柔性體文件進行優化（參考“應用AdamsFlex處理模態中性文件-上篇”）

02嘗試應用誤差為0.01的SI2積分器或者默認誤差值1E-5或者更小的誤差的HHT積分器；

03初始仿真，可將輸出步長定義為0.001，如果運行很好，可進一步增加步長;

04可嘗試將校正器corrector從origin調節為modified類型;

05由于低階次的積分器相比于高階次積分器更為穩定，可以將積分器中的最大階次Kmax設置為2;

06防止積分器應用更大的積分步長，將HMax設置為較小的數值，避免因為積分步長過大而出現報錯問題；

07設置插值方式Interpolate=On，這種設置不會強制積分器步長與輸出步長一致；

08為避免生成過多無用的接觸類數據，減少結果文件的輸出，可將Save Files調節為No。

圖1 求解器的設置