Abaqus接触属性-----法向行为

主要为三个方面：

1 Pressure-Overclosure

2 Constraint enforcement method

其中，1设置法向接触压力-过盈接触关系(是什么)，2 在分析中以数值求解方法解决1中所确定的接触关系(怎么做)。

1 Pressure-Overclosure(接触压力-过盈接触关系)

1) Hard Contact:

间隙为零时，开始接触；对接触压力传递的幅值无限制；无穿透(在某些特定约束执行方法中并不一定会严格执行)

2) Exponential

Standard	Explicit

之间接触压力呈指数上涨，其中间隙、接触压力和接触刚度上限(Abaqus/Explicit，optional)需要定义。默认情况下，对于kinematic contact method，为无穷大；对于penalty contact method，为默认罚刚度。罚函数接触算法中，刚度过大会导致稳定时间增量的缩减，引入可以有效改善这种不利影响。

3) Linear 

Tabular form中的一种特殊形式，初始位于原点，h>0，只需定义接触刚度。

4) Tabular

以表格形式分段定义接触压力-过盈接触关系，其中间h＜0阶段对应过盈接触。每相邻两点之间为线性关系，曲线整体走势为正相关；对于general contact in abaqus/explicit 0；若, 根据段斜率推算之后pressure-overclosure曲线走势。

5) Scale Factor (General Contact, Explicit)

另一种线性分段表征接触压力-过盈接触的方法，各阶段过盈量以最小单元尺寸为标准，通过引入geometric scale factor(contact stiffness scale factor)强化默认接触刚度，以第i阶段为例，，需要定义overclosure factor(or measurement), contact stiffness scale factor 和initial stiffness scale factor

2 Constraint enforcement method(约束执行方法)

2.1 default：具体实施方法取决于具体的相互作用

2.2 direct

严格执行定义的pressure-overclosure behavior，无近似替代或增广迭代，因而在求解过程中容易产生过约束问题(主从接触对也有类似局限性)；

可严格执行硬接触；

唯一可以执行软接触行为的方式；

不适用于three-dimensional self-contact + node-to-surface类型;某些二阶面单元在硬接触中表现一般。

2.3 penalty

Hard pressure-overclosure relationship的近似处理，允许一定程度的穿透，接触应力与穿透距离成正比。可有效避免过约束问题。

Linear penalty：

Penalty stiffness 默认为接触区域单元刚度的10倍或者自定义；

Stiffness scale factor 比例系数，和罚刚度相乘；

Clearance…..zero 接触压力为零时的间隙，默认为0。

Nonlinear penalty：

Pressure-overclosure relationship分为四个阶段，接触刚度分别为0、常数、线性增加、常数。

无接触阶段：间隙大于，接触压力为零

第一常数阶段：过盈接触为，接触刚度为常量，接触压力呈线性增长，接触刚度取值于对应接触区代表性单元的刚度，默认取值为面元特征长度的1%

加强阶段：过盈接触为，接触刚度线性增加，下限为，上限取值于对应接触区代表性单元的刚度的100倍，默认取值为面元特征长度的3%

第二常量阶段：过盈接触大于，接触刚度为常量

对于罚接触而言，初始刚度取较小值有较好的收敛效果和鲁棒性，对于第二常量阶段，随着接触压力的增加，穿透控制在较为合理的范围内。对于线性摄动分析，接触刚度取值大小为

Maximum stiffness value 默认或自定义；

Stiffness scale factor 与线性相同；

Initial/final stiffness ratio   ；

Upper quadratic limit scale factor 面元特征尺寸比例系数；

Lower quadratic limit ratio  ；

Clearance … zero 同线性。

2.4 Augmented Lagrange

在penalty method的基础上增强迭代以减少穿透距离，只适用于硬接触，穿透容许可自定义(只能添加关键字修改)

To specify an absolute penetration tolerance:

*CONTACT CONTROLS, ABSOLUTE PENETRATION TOLERANCE=tolerance

To specify a relative penetration tolerance:

*CONTACT CONTROLS, RELATIVE PENETRATION TOLERANCE=tolerance

3 allow separation after contact

在显式动力学分析中，适用于通用接触+主从接触对，不能应用于adaptive meshing；不分离选项常用于rough friction model，既不分离也没有切向滑动。

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