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ANSA模型接触自动检测工具怎么用，碰撞仿真接触对识别老是漏掉怎么办

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在有限元仿真建模过程中，接触关系的定义始终是有限元前处理阶段较为耗时、依赖用户经验的一环。随着有限元模型规模的不断增大，建模精细化程度的日益提高，以及几何结构的日趋复杂，手动定义模型接触参数不仅越发耗时费力，而且更易发生遗漏，从而导致求解失败或结果失真。

为解决上述问题，ANSA中提供了模型接触自动检测工具 Contact Flanges，该工具通过几何邻近性分析，能够自动检测模型中的潜在接触区域，并返回给用户接触候选列表，以供用户进一步筛选，为工程师提供便捷、高效的接触建模手段。

本文旨在从关键参数、使用流程角度帮助用户快速熟悉ANSA中的模型接触自动检测工具。

图1 Contact Flanges 工具界面

ANSA中的Contact Flanges工具对于Nastran、Abaqus等求解器均适用，Contact Flanges工具的界面如上图1所示。

该工具界面左侧的“Select”部分主要用于选择拟进行接触探测的模型区域、以及接触参数预定义模板。其中，接触参数预定义模板又支持通过两种方式进行定义：当前ANSA Database中的已经创建的Contact Entity 的参数、其他ANSA Database中既有的Contact Entity 的参数（图2）。

采用上述第二种方式时，需在ANSA Settings中给定参数“Entities reference library”，将其值设置为拟引用的ANSA Database的文件路径（图3），然后在“Template Window”中的“Reference database”界面下选择对应Contact Entity即可。

图2 接触参数预定义模板定义的两种方式

图3 在ANSA Settings中给定参数“Entities reference library”

工具界面右侧的“Proximity Search Parameters”主要用于给定几何邻近性分析的参数：Shell thickness、Solid thickness、Angle tolerance。

Shell thickness的定义方式提供两种：by factor 和 by distance（图4）。

此外，界面右侧还有若干参数用于更精准的接触检测逻辑定义，如：是否考虑connection 单元，是否检测同一property内的潜在接触等。

Shell thickness by factor(左图) or by distance(右图)

图4 Shell单元进行几何邻近性分析的参数示意

现通过示例模型（图5(a)）展示Contact Flanges工具的后续使用流程。完成参数定义后，点击“OK”按钮，Contact Flanges工具就会返回给用户接触筛选列表（图6）。在列表中选择某项检测出来的接触，ANSA的画布区域中就会高亮显示出该接触在模型中的位置区域（图5(b)）。

图5(a) 和图5(b)

图5 Contact Flange工具在示例模型上的接触检测效果

图6 Contact Flanges 工具检测出的待筛选接触列表

如图6，在接触列表的下方，Contact Flanges提供了3个功能：Edit、Flip和Inspect。

Edit用于对当前求解器接触卡片参数进行具体定义，Flip用于反转接触对中的主、从关系，Inspect用于对接触区域进行进一步地细致检查（图7）。Inspect中的功能可用于对主、从接触对的区域进行增减，以云图的方式显示接触对之间的距离（图8）。

当用户对列表中的接触逐一检查完成后，再次点击工具面板上的“OK”按钮，ANSA则会为各接触创建接触参数卡片。

图7 Contact Flange工具中的Inspect功能

图8 Inspect功能以云图方式显示接触对距离

此外，值得一提的是， ANSA在另一个接触建模向导助手工具Contact Assistant中提供了Contact Flange工具的算法接口（图9）。

以Abaqus Deck为例，用户可以通过Contact Assistant工具直接创建 *GENERAL CONTACT关键字，也可以激活“Automatic Contact Calculation”选项以调用Contact Flange工具的算法，再进一步创建 *CONTACT PAIR关键字。