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解决接触分析中的收敛问题：

（1）检查接触关系、边界条件和约束。

（2）消除刚体位移（Numerical Singularity（数值奇异），有些情况下，还会显示Negative Eigenvalue（负特征值）警告信息）。

（3）一般来说，如果从面上有90o的圆角，建议在此圆角处至少划分10个单元。

（4）如果接触属性为“硬接触”，应尽可能使用六面体一阶单元（C3D8）。如果无法划分六面体单元网格，可以使用修正的四面体二次单元(C3D10M)。

（5）避免过约束，即节点的某个自由度上同时定义了两个以上的约束条件。可能造成过约束的因素有：(a)接触：从面节点会受到沿主面法线方向的约束；(b)边界条件；(c)连接单元；(d)子模型边界；(e)各种约束。

（6）摩擦系数越大，接触分析就越不容易达到收敛。 ? 约束 .

在 ABAQUS/CAE的Assembly 功能模块、Load 功能模块和Interaction 功能模块中都有“约束” 的概念，它们分别有不同的含义。在 Assembly 功能模块中，主菜单 Constraint(约束)的作用是定义各个实体间的相互位置关系，从而确定它们在装配件中的初始位置。在Load功能模块中，主菜单 BC 的作用是定义边界条件，消除模型的刚体位移。在Interaction功能模块中，主菜单 Constraint (约束)的作用是定义模型各部分的自由度之间的约束关系，具体包括以下类型。

(1) Tie (绑定约束） 模型中的两个面被牢固地粘结在一起，在分析过程中不再分开。被绑定的两个面可以有不同的几何形状和网格。

(2) Rigid Body(刚体约束） 在模型的某个区域和一个参考

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点之间建立刚性连接，此区域变为一个刚体，各节点之间的相对位置在分析过程中保持不变（为整个实体施加刚体约束时，无论实体的类型是Solid、Shell或Wire，都应将刚体约束施加在实体的单元上，即选择Body(elements)）。 (3) Display Body (显示体约束 ） 与 Rigid Body类似，受到此约束的实体只用于图形显示，而不参与分析过程。 *刚体约束和显示体约束本质上是一样的，其共同优点是只要去掉约束，部件就恢复成柔体，可以进行多柔体分析。 (4) Coupling (耦合约束）在模型的某个区域和参考点之间建立约束。

1) Kinematic Coupling (运动耦合)：即在此区域的各节点与参考点之间建立一种运动上的约束关系。 2) Distributing Coupling (分布耦合）：也是在此区域的各节点与参考点之间建立一种约束关系，但是对此区域上各节点的运动进行了加权平均处理，使此区域上受到的合力和合力矩与施加在参考点上的力和力矩相等效。换言之，分布耦合允许面上的各部分之间发生相对变形，比运动耦合中的面更柔软。 .

(5) Shell-to-Solid Coupling (壳体-实心体约束） 在板壳的边和相邻实心体的面之间建立约束。

(6) Embedded Region (嵌入区域约束）模型的一个区域镶嵌在另一个区域中。

(7) Equation (方程约束） 用一个方程来定义几个区域的自由度之间的相互关系。 ? 连接

ABAQUS模拟多体系统的基本思路是：使用2节点的连接单元在模型各部分之间建立连接，并通过定义连接属性来描述各部分之间的相对运动约束关系。

连接点可以是模型中的参考点、网格实体的节点、几何

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实体的顶点或地面。应尽量选择参考点作为连接单元的连接点，而不要直接使用Solid实体的节点，因为具有旋转属性的连接单元会激活Solid实体节点上的旋转自由度，如果这些旋转自由度没有得到充分的约束，就会造成收敛问题。

连接单元的作用不仅仅是在两个连接点之间施加运动约束，它还有另外一个重要的作用：度量两个连接点的相对运动、力和力矩。

在多体分析中，如果连接属性或边界条件选择不正确，很容易出现过约束。如果ABAQUS无法自动解决过约束问题，则可能出现以下结果：（1）分析过程无法达到收敛；（2）虽然能够达到收敛，但出现远远超过正常数量级的刚体位移；（3）虽然能够达到收敛，位移结果也正确，但某个连接单元反作用力或力矩远远大于应有的值。出现过约束时，在MSG文件中会显示Overconstraint Check和Zero Pivot等警告信息。提示：ABAQUS/Explicit不会显示Zero Pivot等警告信息，因此在进行显示分析前，应首先使用ABAQUS/Standard进行分析，确保模型中没有过约束。

一个正确的多体分析模型应满足如下关系：

实体总数x 6 = 位移边界条件所约束的自由度总数+ 连接单元中受约束的相对运动分量总数

基准坐标系的原点不一定要在连接单元的连接点所在的位置上，只要坐标轴的方向正确即可。

? 过约束

msg文件中出现 zero pivot 说明 ABAQUS 无法自动解决过约束问题， 例如在桩底部的最外一圈节点上即定义了 tie，又定义了 contact, 出现过约束。解决方法是在选择 tie 或 contact 的 slave surface 时，将类型设为 node region, 然后选择区域时不要包含这一圈节点。

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7 建立交互作用特性

交互作用是用来建立模型中接触表面或相距很近的表面之间力学关系的对象。可以建立一系列交互作用特性，它和交互作用相互独立，每个交互作用都可以被分配到交互作用特性。交互作用特性共有三种：接触特性（contact）、膜条件特性（file condition）、激励和传导特性（actuator/sensor）

接触交互作用特性可以是切向接触和法向接触，接触面间可以是有摩擦、无摩擦和阻尼接触，还可以相互间分离。接触交互作用特性中通常包含阻尼、热传导、热辐射、摩擦生热等信息。接触交互作用特性可以被通用接触、面对面接触或自我接触等交互作用引用。

膜条件交互作用特性定义膜层传热系数为温度的函数。膜条件特性只能被膜条件交互作用引用。

8 施加边界条件和荷载

实体单元（solid element）只有平动自由度，没有转动自由度，所以施加边界条件时只需约束起平动自由度即可。对于分析刚体来说，约束只能施加给分析刚体的参考点。缺省的情况下，ABAQUS将边界条件传递给其后的每一个分析步。对每一个分析步中的边界条件可以进行编辑和修改。

指定载荷和边界条件可以随着时间相关的幅值定义变化，而且幅值定义既可以参考分析步时间也可以参考总时间。默认情况下，一般静态分析步中使用斜坡幅值曲线（0→1）。在一般分析步中，载荷必须以总量而不是以增量的形式给定。

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? 荷载

1) Concentrated Force ：施加在节点或几何实体顶点上的集中力，表示为 力在三个方向上的分量。

2)Moment：施加在节点或几何实体顶点上的弯矩，表示为力矩在三个方向上的分量。

3)Pressure：单位面积荷载（荷载的方向总是与面或边垂直，正值为压力，负值为拉力）。

4) Shell Edge Load：施加在板壳边上的力或弯矩。

5) Surface Traction： 施加在面上的单位面积荷载，可以是剪力或任意方向上的力，通过一个向量来描述力的方向。 6) Pipe Pressure：施加在管子内部或外部的压强。 7) Body Force：单位体积上的体力。

8) Line Load：施加在梁上的单位长度线荷载。

9) Gravity：以固定方向施加在整个模型上的均匀加速度，例如重力；ABAQUS根据此加速度和材料属性中的密度来计算相应的荷载。

10) Bolt Load：螺栓或紧固件上的紧固力，或其长度的变化。

11）Generalized Plane Strain：广义平面应变荷载，它施加在由广义平面应变单元所构成区域的参考点上。 12) Rotational body force：由于模型的旋转造成的体力， 需要指定角速度或角加速度，以及旋转轴。

13) Connector Force：施加在连接单元上的力。

14) Connector Moment：施加在连接单元上的弯矩。 15)温度和电场变量 ? 边界条件

使用主菜中 BC可以定义以下类型的边界条件：（约束）对称/反对称/固支、（施加或约束）位移/转角、速度/角速度、加速度/角加速度、连接单元位移/速度/加速度、温度、

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