设计仿真 | MSC Nastran自动接触定义介绍

MSC Nastran 支持多种接触关系模拟：支持可变形体与可变形体之间的接触、可变形体自接触、变形体与刚体之间的接触；支持不同单元类型之间接触关系定义，例如：梁单元与壳单元、实体单元之间接触关系，壳单元与实体单元之间接触关系等；支持求解类型有线性静力学 SOL 101、结构模态、高级非线性 SOL 400等。因需要模拟仿真物理十分复杂性，有时，又需要定义多个物体之间相互接触关系，因此，来自各行各业不同的使用者，可能用不同的前处理软件定义MSC Nastran模型，各种不同造成使用者定义接触关系时步骤，难易程度不同。基于上述原因，本文提供3种定义方法：基于图形界面 PATRAN定义自动接触和不支持图形界面时，文本方式快速定义过程。下面我们分别介绍不同方式定义接触关系。

01       基于图形接触逐对定义

用户定义接触关系时，可以基于图形界面定义接触体、接触对等，例如，在Patran中，为方便定义，有专门的图形界面帮助用户快速定义，界面如下图示：

1、Patran  -> 下拉菜单Tools -> modeling -> contact bodies/pairs 

可以创建变形体或刚体，创建方法有：

a）单元之间是否联接 connectivity

b）单元类型 element type

c）组 Group

d）单元属性 Properties

e）材料属性 Materials

f）几何 Geometry

等不同方法，结合整个模型（entire Model）、当前组（Current Group）和当前（Current Viewport）和单元类型等组合创建，十分灵活，点击应用后即可快速创建。

2、创建完成后，如下图：

02       批量自动定义接触

在Patran接触下面定义自动创建接触对界面如下：Patran -> analysis -> Solution parameters -> contact parameters -> automatic contact Generation 点击 ACG generation 按钮

进入自动创建接触菜单，在菜单上你可以根据需要：

1、选择接触类型：general、glue、thermal等

2、接触探测距离：body pairs tolerance (Distance)

3、粘接接触类型选择：General , Permanent, Step glue

4、选择参加接触探测单元：all elements, property sets 等

5、接触体维数：3D、2D单元

6、触控制公差：selfcontact等

03       文本方式编辑，自动创建接触关系

在使用MSC Nastran 时，如果使用的前处理图形界面无自动化定义接触菜单，或者定义多个接触对时操作冗长，可以考虑让程序自动搜索整个模型、指定单元集合和属性集合等，自动化创建接触关系、属性等，同时，用户可以将创建的接触关系导入到前处理软件中，检查、修改接触关系定义。针对多个接触关系定义过程，自动创建接触方法十分高效和方便。下面文档提供手工定义接触过程，利用MSC Nastran自动生成接触定义。步骤如下：

1、使用文本编辑工具，例如：notepad，编辑MSC Nastran计算文件，在第一个subcase 上面添加自动 接触定义命令：BCONTACT = AUTO

2、创建功能与Patran界面功能相同的文本文件AUTO_CONTACT.bdf，通过INCLUDE 方式被主文件应用，示例如下：

上图定义：自动创建接触的属性、单元等几何等，常用接触定义参数如下：

a) 接触类型定义：ctype=touch，pglue定义接触类型是否为粘接等

b) 可能接触单元搜索距离：distance=1.0  

c) 接触对中摩擦系数：FRIC = 0.1 也可通过表格定义

d) 接触搜索范围定义：propset=1，按照单元属性创建接触搜索区域

e) 接触搜索范围定义：eset=1，按照包含接触潜在单元集，建立等

f) 支持数接触参数众多，可以参考MSC Nastran 快速参考手册《quick reference Guide.bdf》搜索关键字：BCAUTOP定义

以上内容可以作为模板，在接触分析中使用，当需要分析时，针对不同模型，只需要更新定义潜在接触单元搜索范围即可，例如：PSET 内容即可使用。

上图中1，thru，2,7 是定义在引用单元属性 PID=1,2,7的单元之间建立关系。

3、完整的MSC Nastran计算文件如下：

4、提交MSC Nastran计算，会自动生成后缀为*.acg接触关系文件。

5、可以修改*.acg文件名称，防止计算时被自动覆盖，同时，针对自动生成的接触关系，可以通过INCLUDE导入前处理软件。例如，Patran查看和修改，避免手工创建过程。

6、MSC Nastran接触功能十分强大，本文所讲的只是建立接触关系的一般过程，针对接触的详细解释，可以查看《quick reference guide》手册，有详细解释。

备注：

推荐：建议优先使用Patran图形界面定义接触关系。其优势包括：可视化操作、引导式菜单快速定义等，尤其适合复杂接触场景，十分灵活。

（海克斯康工业软件）

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。