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国产鱼海CAE软件迎来接触问题重大突破！！！可在粘附与滑动状态下实现应力、应变、位移、接触法向力、切向力与国外ANSYS 1%误差以内！
引言
接触相互作用的最根本的原理是不同固体之间非相互穿透的几何约束。此外，整体的接触现象通常还会受到一个或多个密切相关的界面效应的影响，例如粘附、滑动摩擦、附着力、弹性流体动力润滑和磨损。总之，接触及其相关现象为固体力学问题引入了强大的额外非线性因素，其中接触本身基本上可以被解释为一组复杂的边界条件，且这些条件可能会随时间而变化。例如，接触问题往往会涉及上大变形和非线性本构（材料）行为，这无疑带来了其难度与挑战。
一般而言，工程上常用到的接触主要为绑定接触、无摩擦/摩擦接触三类(见表0.001)，其中，涉及摩擦接触的处理是最复杂的。这里我们主要介绍Paracs软件的摩擦接触以及其基本案例展示。
表0.001 常见主要接触的辨析
基本原理
以罚函数为例，含接触的能量泛函形式如下：
获得接触刚度的过程即对上式取变分与对非线性表达式进行线性化的过程，而这个过程一般与离散紧密相关、涉及到NTS离散与STS离散。paracs软件目前可实现NTS、STS离散下的接触算法。
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测试案例一
法向应力传递
选取两个尺度完全一致的10mm×10mm×10mm的立方体块进行应力传递测试，
图1.01 几何展示
材料设置：选取ansys默认结构钢作为材料，分配两个立方体；
网格划分：网格单元尺寸为2.5mm，采用线性四面体划分；
图1.02 网格展示
接触设置：
选取中间面作为接触区域，摩擦系数为0.1，具体设置如下，
图1.03 摩擦接触设置
边界设置：
下立方体底面固定，上立方体上表面施加逐渐增大至100N的面载荷，如下图。
图1.04 载荷设置
图1.05 固定
表1.1.1 应力应变结果偏差比对(采用国际标准单位制SI)
表1.1.2 接触区域法向合力对比(切向不做约束，故而提取切向力无意义)
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测试案例二
切向粘附摩擦力测试
在测试案例1的前提下，额外添加切向的载荷约束与位移约束：
图1.2.1 切向力施加示意 单侧面施加逐渐增大的面力
图1.2.2 双侧面位移限制x方向
表1.2.1应力应变结果偏差比对(采用国际标准单位制SI)
表1.2.2 接触区域法向合力对比
表1.2.3 接触区域Z向合力对比
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测试案例三
混合边界条件大滑动测试
几何：如下图所示，小滑块10mm x 5mm x10mm，基底为40mm x10mm x10mm尺寸。
图1.3.1 装配体几何与空间关系示意
材料：默认ansys结构钢
网格：对小块设置2.5mm的单元尺寸，基底5mm的单元尺寸。
其余设置为默认线性四面体划分的设置。
图1.3.2 装配体网格离散示意；
接触
载荷条件
边界条件
工况分为两阶段：
第一阶段： 加压 ，粘附摩擦阶段 (0-0.5s)
第二阶段：强制位移载荷，大滑动，动摩擦阶段(0.5s-1.0s)
计算结果如下图所示：
加压+滑动 滑移距离对比（误差<0.5%）
加压与滑动阶段 法向接触力对比（误差约1%）
加压与滑动阶段，摩擦力误差对比 （最大误差约1%）
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测试案例四
套杆冲击摩擦
几何：选取如下图所示的两个简单几何进行测试
图1.4.1 弹性环与弹性块几何以及空间示意简图
材料：默认ansys结构钢
网格：设置如下图1.4.2所示
图1.4.2 网格设置示意图
离散后的网格示意简图如下所示：
图1.4.3 装配体网格离散示意图
摩擦接触：设置摩擦系数0.1，弹性环底面为接触面、基底表面为目标面。
边界条件：基底底部设置为固定，如下图所示
图1.4.4 约束边界设置示意
弹性环上表面施加位移载荷如下图所示
(而弹性环与基底y向的间隙为1.0e-3m)
1.4.5载荷边界设置示意图
分析步设置
宏观结果见材料动态图
表1.4.1结果偏差比对(采用国际标准单位制SI)
表 1.4.2 冲击时刻接触力对比(采用国际标准单位制SI)
注：动图因为小程序后处理显示问题，存在数据的默认四舍五入，实际数据必须看材料中的对应结果。Ansys源文件。
鱼海科技简介
围绕高性能CAE并行计算技术推出系列化产品与服务，包括自研通用CAE软件—鱼海仿真软件串行系列和并行系列、鱼海高性能计算中心搭建“金·π机组-Y系列”、鱼海高效率高精度CAE体系构建等，协助用户解决实际复杂产品“能不能算的问题”、“算的对不对的问题”以及“算的快不快的问题”。
相关技术成果在上海长江隧道、上海中心大厦、央视等重大工程设计优化，在鱼雷发射浮囊、舰载机柔性油箱等国防装备自主研发，在行人、汽车人等疑难交通事故应急处置，在协作机器人、医疗设备等复杂装备研制等领域获得推广应用。相关技术成果作为主要发明，获得国家科技进步二等奖一项，上海市科技进步一等奖2项，上海市科技进步奖二等奖1项。出版学术专著3部，修订公安部标准2部，获得授权发明专利31项和软件著作权18项，发表SCI/EI论文367篇。代表性成果获得日本土木工程学会“海岸工程杂志2014年度奖-全球1篇”，被欧盟委员会联合研究中心专家、美国国家标准和技术研究院专家列为国土安全建模和仿真标准典型推荐案例。依托相关技术成果，申报国家高技术研究发展计划(863计划)5项，国家自然科学基金面上项目6项，其他各类市科委项目5项。
乐仿教育简介
团队成立于2020年，筹备于2014年，3年零6个月线上运维，上海交通大学金先龙教授-喻高远博士团队20余年高性能仿真应用案例经验积累，团队成员主要来源于：上海交通大学、清华大学、德国慕尼黑工业大学、东北大学、太原理工大学、河海大学等海内外知名高校博士、硕士及国内各细分行业领域龙头企业工程师。
致力于协助工业企业和工业工程师利用各类有限元工具软件做好复杂系统级产品性能的高效率高精度CAE评估。累计服务VIP|SVIP用户1万余名，包括：设计仿真动画一体化工程师就业班、高效率高精度CAE工程师就业班{结构、流体、冲击、优化、多物理场等}，辅导优秀学员【薪资涨幅超过30%+有前景就业行业】近300位，薪资涨幅超过20%的学员2000余位，辅导学员发表SCI|EI|中文核心论文超百篇，学员就业遍布：华为、小米、蔚来、联影、三一、海格等。
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