终于明白keyopt是什么意思了！

默认分类 2008-07-27 15:57:13 阅读2119 评论1   字号：大中小 订阅

这几天我做ansys时，一直被一个小问题困扰着，就是设置接触时书中讲到keyopt（1－12），我不知道到底到哪里区设置，今天看到命令流时，终于恍然大悟了，原来在GUI：main menu>preprocessor>Elemant Type>Add/Edit/Delete时候，options选择要更改的单元，即可看到每一行后有简写K1，k2等等，这就是对应的 keyopt1，2

（（单元关键字

每种接触单元都饭知好几个关键字，对 大多的接触问题缺省的关键字是合适

的，而在某些情况下，可能需要改变缺省值，来控制接触行为。

接触算法（罚函数+拉格郎日或罚函数）（KEYOPT（2））

出现超单元时的应力状态（DEYOPT（3））

接触方位点的位置 （KEYOPI（4））

刚度矩阵的选择 （KEYOPT（6））

时间步长控制 （KEYOPT（7））

初始渗透影响 （KEYOPT（9））

接触表面情况 （KEYOPT（12））

命令：KEYOPT））

同理对于实常数的更改是GUI：main menu> preprocessor>real constant时候，点击edit，选择需要更改的单元，然后会看到选项

实常数

9 个实常数中，两个（R1 和 R2）用采定义目标面单元的几何形状，乘下的

7 个用来控制接触行为。

ANSYS 非线形分析指南 接触分析

第8页

R1 和R2 定义目标单元几何形状

FKN 定义法向接触刚度因子

FTOLN 定义最大的渗透范围

ICONT 定义初始靠近因子

PINB 定义“Pinball"区域

PMIN 和PMAX 定义初始渗透的容许范围

TAUMAR 指定最大的接触摩擦

命令：R

GUI：main menu> preprocessor>real constant

对实常数 FKN，FTOLN，ICONT，PINB，PMAX，和 PMIN，你既可以定义一个正值也可以定义一个负值，程序将正值作为比例因子，将 负值作为真实值，程序将下面覆盖原单元的厚度作为 ICON，FTOLN，PINB，PMAX 和 PMIN 的参考值，例如对 ICON，0.1 表明初始间隙因子是 0.1*下面覆盖层单元的厚度。然而，0.1表明真实缝隙是 0.1，如果下面覆盖层单元是超单元，则将接触单元

的最小长度作为厚度。

真的是小问题也搞坏人 呵呵

选择接触算法：

对面─面的接触单元，程序可以使用扩增的拉格朗日算法或罚函数方法，通

过使用单元关键字KETOPT（2）来指定。

扩张的拉格朗日算法是为了找到精确的拉格朗日乘子而对罚函数修正项进

行反复迭代，与罚函数的方法相比，拉格朗日方法不易引起病态条件，对接触刚

度的灵敏度较小，然而，在有些分析中，扩增的拉格朗日方法可能需要更多的迭

代，特别是在变形后网格变得太扭曲时。

使用拉格朗日算法的同时应使用实常数FTOLN

FTOLN 为搠格朗日算法指定容许的最大渗艉，如果程序发现渗透大于此值

时，即使不平衡力和位移增量已经满足了收敛准则，总的求解仍被当作不收敛处

理，FTLON 的缺省值为0.1，你可以改变这个值，但要注意如果此值太小可能会

造成太多的迭代次数或者不收敛

决定接触刚度

所有的接触问题都需要定义接触刚度，两个表面之间渗量的大小取决了接触刚度，过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态，而造成收敛困难，一般来说，应该选取足够大的接触刚度以保证接触渗透小到可以接受，但同时又应该让接触刚度足够小以使不会引起总刚矩阵的病态问题而保证收敛性。

程序会根据变形体单元的材料特性来估计一个缺省的接触刚度值，你能够用实常数 FKN 来为接触刚度指定一个比例因子或指定一个真正的值，比例因子一般在0.01 和10 之间，当避免过多的迭代次数时，应该尽量使渗透到达极小值。为了取得一个较好的接触刚度值，又可需要一些经验，你可以按下面的步骤

过行。

1、开始时取一个较低的值，低估些值要比高估些值好因为由一个较低的接触刚度导致的渗透问题要比 过高的接触刚度导致的收敛性困难，要容易解决。

2、对前几个子步进行计算

3、检查渗透量和每一子步中的平衡迭代次数，如果总体收敛困难是由过大的渗透引起的（而不是由不平衡力和位移增量引起的），那么可能低估了FKN 的值或者是将FTOLN 的值取得大小，如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值需要过多的迭代次数，而不是由于过大的渗透量，那么FKN 的值可能被高估。

选择摩擦类型。

在基本的库仑摩擦模型中，两个接触面在开始相互滑动之前，在它们的界面

上会有达到某一大小的剪应力产生，这种状态则作粘合状态（stick)库仑摩擦模

型定义了一个等效剪应力。）一旦剪应力超过此值后，两个表面之间将开始相互

滑动，这种状态，叫作滑动状态（Sliding）粘合\滑动计算决定什么时候一个点从

粘合状态到滑动状态或从滑动状态变到粘合状态，摩擦系数可以是任一非负值。

程序缺省值为表面之间无摩擦，对rough 或bonded 接触（KEYOPT（2）=1（或

3），程序将不管给定的MV 值而认为摩擦阻力无限大。

程序提供了一个不管接触压力的故而人为指定最大等效剪应力的选项，如 果

等效剪应力达到此值时，滑动发生。看图，4─1，为了指定接触界面上最大许可

剪应力，设置常数 TAUMAX（缺省为1.0E20），这种限制剪应力的情况一般用

于接触压力非常大的时候，以 至于用库仑理论计算出的界面剪应力超过了材料的

屈服极限。一对 TAUMAX 的一个合理高估为 y s

3

（ y s

3

是材料的 mises 屈服应

力）。

图4—1 摩擦模式

对无摩擦 rough 和 bonded 接触，接触单元刚度矩阵是对称的，而涉及到摩

ANSYS 非线形分析指南 接触分析

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擦的接触问题产生一个不对称的刚度，而 在每次迭代使用不对称的求解器比对称

的求解器需要更多的计算时间，因此ANSYS 程序采用对称化算法。通过采用这

种算法大多的摩擦接触问题能够使用对称系统的求解器来求解。如 果摩擦应力在

整个位移范围内有相当大的影响，并且摩擦应力的大小高度依赖于求解过程。对

刚度阵的任何对称近似都可能导致收敛性的降低，在这种情况下，选择不对称求

解选项（KEYOPT（6）=1）来改善收敛性。