请教用弹簧模拟结合面不穿透条件的问题

果味冰棒

看到过一些用弹簧刚度来模拟结合面刚度的论文上说“在实际连接方向，可调整弹簧刚度模拟不可穿透条件”。

自己想了下，有一些不理解的地方，请高手指点！

1）  模态分析中，由于模态向量只表示振动形状而与振幅大小无关，模态向量的具体数值没有实际意义，只表明各个节点相对于其他节点是如何运动的。它与归一化（正则化）方法有关。因此，当选择不同归一化方法时，其振型图上“显示”可能是不穿透的（如图1），也可能是穿透的（如图2）；

2） 只有在特定的激励条件下，得到的响应才是振幅的真实值。
那么，当取的弹簧刚度不变时，在模型上同一个位置加上简谐激励，如果激励的振幅较小，可能结合面上就能够模拟不穿透条件；而如果激励的振幅较大时，可能结合面上就不能模拟不穿透条件了。

那是不是做动力响应分析时，施加激励后，需要不断的检查结合部是否能够模拟不穿透条件？

另外，在CAD模型上结合面的配合关系是相互重合的，但在CAE模型上，为了添加弹簧，特别是法向弹簧，需要结合面之间有一定的间隙，这个间隙一般取多大，什么样的比例？以保证这种调整对模型影响不大？

谢谢指教！

[ 本帖最后由 果味冰棒 于 2007-1-8 10:47 编辑 ]

wsjxaut

"调整弹簧刚度模拟不可穿透条件"，真正的意思是可以提供一个足够大或者无穷大的刚度，防止接触面相互侵入，跟图形显示是否穿透完全不是一回事，图形的显示是一个把结果放大了很多倍的的效果，并不能反映真实的接触状况，这一点必须要清楚。

果味冰棒

原帖由 wsjxaut 于 2007-1-8 19:31 发表
"调整弹簧刚度模拟不可穿透条件"，真正的意思是可以提供一个足够大或者无穷大的刚度，防止接触面相互侵入，跟图形显示是否穿透完全不是一回事，图形的显示是一个把结果放大了很多倍的的效果，并不能反 ...

谢谢王老师！
恩，明白了。另外就是说，如果通过参数识别得到的结合面的法向刚度值，将其作为弹簧刚度参考值，“一般来说”是不是就能够足够大到可以用来模拟不可穿透条件呢？反过来讲，为了模拟不可穿透条件而设定的这个“足够大”的刚度，会不会太大而不能较准确的反映实际结合面的刚度呢？
请指教，谢谢！

[ 本帖最后由 果味冰棒 于 2007-1-9 10:19 编辑 ]

wsjxaut

理论上说，那个极薄的接触层被压缩到一定程度后可以认为就不能继续被压缩了，刚度应该是无限大，这个时候会产生一个问题，刚度阵的主元也是无穷大，数值计算奇异，所以实际计算不可能把接触刚度弄得很大，一般比结构单元刚度大10**6量级比较合适，太大或者太小都不准。我原来硕士论文里处理这个问题的方法是把接触层的变形等效到结构实体单元上，即使很大的接触刚度，在计算都不会出现问题，缺点是接触层的数据跟实体单元弄在一起了，需要特别分离出来。

果味冰棒

谢谢王老师的解答！:handshake

wlei292

"在CAD模型上结合面的配合关系是相互重合的，但在CAE模型上，为了添加弹簧，特别是法向弹簧，需要结合面之间有一定的间隙，这个间隙一般取多大，什么样的比例？以保证这种调整对模型影响不大？"
应该没有间隙才更合适些！可以模拟节点位置重合，这很容易实现，既是节电为之匹配。再施加弹簧或者阻尼单元！