接触面与目标面的选择原则

• 如凸面可能与一个平面或凹面接触，则平面或者凹面为目标单元，凸面为接触单元（弹性小球落体）
• 如两个面的网格疏密程度不同，则较密的网格应为接触面，较粗的网格为目标面（如螺栓与端板连接）
• 如果一个面比另一个面刚，则绞柔的面应为接触面，较刚的一面为目标面（如桩土接触）
• 如果高阶单元和低阶单元位于不同的面，则高阶单元为接触面，低阶为目标面
• 如果一个面明显比另外一个面大，则较大的面应指定为目标面，较小的面为接触面

接触行为

• Bonded：绑定接触，不允许滑动或者分离，类似共用节点
• No Separation：法向不分离接触，切向允许有小的滑动
• Frictionless：无摩擦，法向可分离，切向自由滑动
• Rough：粗糙，法向可分离，不渗透，切向不滑动
• Frictional：摩擦，法向可分离，不渗透，切向滑动，有摩擦力

重要指数

接触刚度大，收敛困难，穿透量小，计算精度高，接触刚度小，收敛容易，穿透量大，计算精度低

• 接触刚度：0.01~10
• Pinball区域：影响接触初始状态的判定
• 穿透量：影响结果精度

接触算法

罚函数法（Pure Penalty）

• 默认算法，适用于各类型的非线性接触，将零件假设为两个节点之间通过弹簧连接，精度依赖于穿透量的大小，穿透量越小计算精度越高，但同时收敛性越差
• 使用罚函数时，需要检查接触面的穿透量
• FNormal=KNormal x penetration对接触刚度敏感性较高

一般拉格朗日算法（Normal Lagrange）

• 将接触压力作为一个自由度来满足接触兼容性，无需通过穿透量来计算接触压力
• 需要使用直接求解器来求解，计算速度较慢
• 计算震荡剧烈，较难收敛，但一旦收敛，由于没有假设零件之间的穿透，得到的结果精度较高

增广拉格朗日算法（Augmented Lagrange）

• 从罚函数方法衍生而来，引入附加项
• FNormal = Knormal x penetration + γ对接触刚度敏感性降低，有利于在给定接触刚度较大时完成收敛，在一定程度上提高计算精度，但收敛时间长

多点约束法（MPC）

• 适用于绑定接触、不分离接触，在接触面之间添加一个联络使两个面不分离
• 有两个面几个模型有缝隙，在计算结束之后应检查计算结果
• 适用于大变形开关开启的计算

梁约束法（Beam）

• 在两个接触面之间添加无质量的梁进行联结，适用于绑定接触

线性接触

• Bonded、No Seperation
• Beam、MPC：收敛性较好，计算速度较快

非线性接触

• Frictionless、Frictional、Rough
• 收敛性：罚函数 > 增广拉格朗日 > 一般拉格朗日
• 精度：一般拉格朗日 ＞ 增广拉格朗日 ＞ 罚函数
• 计算时间：一般拉格朗日 ＞ 增广拉格朗日 ＞ 罚函数

Penetration Tolerance

• 指定穿透量容差

• 具体值、比例系数(0~1)

Elastic Slip Tolerance

• 指定滑动量容差，适用于一般拉格朗日法
• 具体直、比例系数(O~1)

Normal Stiffness

• 接触刚度设置
• 具体值、比例系数(0~1)

Update stiffness

• 接触刚度更新设置

Pinball

• 设置两个接触面之间的探测的距离
• 当接触面之间的距离小于pinball距离时，接触生效
• 当接触面之间的距离大于pinball距离时，接触失效