ABAQUS是一款非常优秀的非线性有限元分析软件，其对于接触问题的分析功能也是非常强大，我们在使用ABAQUS进行模拟的时候经常会遇到接触问题，今天就来了解一下接触分析常见的问题和注意事项吧~

首先，我们先了解一下ABAQUS中的接触是什么？

在ABAQUS的“相互作用”模块中，有很多接触类型，如下图。设置接触属性后，两个实体接触时，接触表面会传递垂直接触表面的力，如果存在摩擦，还会沿接触表面传递切应力。如果不设置接触属性，两个部件将会发生穿透现象，这种穿透不是真实的现象，应该避免。

在各种接触类型中我们最常用的接触就是“表面与表面接触”，点击“继续”后，将进入该接触设置界面，如下图所示。

首先要定义的就是主表面和从表面的选择。

在模拟过程中，接触方向总是主面的外法线方向，从面上的节点不会穿透主面，但主面上的节点可以穿透从面。

定义主面和从面时要注意下列问题：

1）主面应该是刚度较大网格较粗的面。这里的“刚度”不但要考虑材料特性，还要考虑结构的刚度。解析面（analytical surface）或由刚性单元构成的面必须作为主面，从面则必须是变形体上的面。如果两个接触面的刚度相似，则应该选择网格较粗的面作为主面。

2）两个面的节点位置不要求一一对应，但如果能够让对应节点一一对应，可以得到更准确的结果，如下图所示。

3）主面必须是连续的。如果设置了有限滑移（finite sliding），主面在发生接触的部位必须是光滑的（即不允许有尖角）。如果接触面在发生接触的部位有很大的凹角或尖角，最好将其分别定义为两个面。

4）接触对中两个面的外法线方向应该指向相反。即一个面的法线应指向另一个面所在的那一侧（对于三维实体，法线应该指向实体的外侧）。如果法线方向定义错误，Abaqus往往将其理解为具有很大过盈量的过盈接触，因而无法达到收敛。

一般情况下，对于三维变形体，Abaqus会自动选择正确的法线方向，即指向实体的外侧。而在使用梁单元、壳单元、膜单元、桁架单元或刚体单元来定义接触对时，往往需要指定法线方向。

滑移公式有两种：有限滑移（finite sliding）和小滑移（small sliding），如下图所示。

（1）有限滑移。

有限滑移允许接触面之间任意大小的相对滑动和转动，因此适合在接触面相对滑动或转动量较大时使用，这个“较大”一般是大于单元尺寸。这种滑移公式计算成本较高。

（2）小滑移。

小滑移是两个接触面之间的相对滑动或转动量小于接触面上单元尺寸的20%时，可以选择小滑动。在小滑动情况下，在整个分析过程中，各个从面节点与主面的接触关系保持不变，计算成本较低。

在定义接触属性时，有点对面离散化方法（node-to-surface discretization） 和面对面离散化方法（surface-to-surface discretization）。

点对面的离散化方法，是将从面（slave surface）上的每个节点与此节点在主面上的投影点建立接触关系。

面对面的离散化方法，是将整个从面和主面建立接触，一般情况下该方法得到的应力等结果的精度优于点对面离散的分析结果，但是计算代价高。

如果实际工程中主面必须有尖角，使用点对面离散可能会比面对面离散更容易收敛，因为软件会自动对不光滑的主面做平滑（Smoothing）处理，默认的平滑系数为0.2。面对面离散则没有这种平滑功能。

虽然接触分析属于非线性问题，但不一定是几何非线性（NIgeom）问题，因此往往在模型出现【大位移、大转动、初始应力、几何刚化或突然翻转等】情况下，才需要将Nlgeom设为ON，如下图。

几何非线性设为OFF的计算成本较低，可以先提交工作进行尝试，如果不收敛，再将Nlgeom设为ON。注意在几何非线性设为ON的同时，接触面之间如果相对位移和转动都很小，接触可选择小滑动来达到最优的计算成本。

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