1.概述

接触问题是一种高度非线性行为，需要较多的计算机资源。为了进行准确高效的计算，理解问题的物理特性和建立合理的模型是很重要的。

接触问题存在两个较大的难点。

首先，在求解问题之前，用户通常不知道接触区域。随荷载、材料、边界条件和其他因素的不同，表面之间可以接触或者分开，这往往在很大程度上是难以预料的，并且还可能是突然变化的。

其次，大多数的接触问题需要考虑摩擦作用。有几种摩擦定律和模型可供挑选，它们都是非线性的。摩擦效应可能是无序的，从而使问题的收敛性成为一个难点。

注意：如果在模型中不考虑摩擦，且物体之间总是保持接触，则可以使用约束方程或自由度耦合来代替接触。

2.一般接触分类

接触问题分为两种基本类型：刚体-柔体的接触、柔体-柔体的接触。

●在刚体-柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体（与和它接触的变形体相比，有大得多的刚度）。一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，可以假定为刚体-柔体的接触。许多金属成型问题归为此类接触。

●柔体-柔体的接触是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有相似的刚度）。栓接法兰就是一种柔体-柔体接触。

3.ANSYS接触分析功能

ANSYS支持多种接触方式。根据接触面的类型，可以分为面-面接触、点-面接触、点-点接触3种。每种接触方式使用不同的接触单元集，并适用于某一特定类型的问题。

（1）面-面接触。(www.daowen.com)

在涉及两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面，而把另一个作为“接触”面。对刚体-柔体的接触，目标面总是刚性面；接触面总是柔性面；对柔体-柔体的接触，目标面和接触面都与变形体关联。这两个面合起来叫做“接触对”。

（2）点-面接触。

在ANSYS中可以使用点-面接触单元来模拟一个表面和一个节点的接触。另外，可以通过把表面指定为一组节点，用点-面接触来代表面-面接触。

ANSYS程序的点-面接触单元允许下列非线性行为：

●有大变形的面-面接触分析。

●接触和分离。

●库仑摩擦滑动。

●热传递。

点-面接触是工程应用中普遍发生的现象，例如夹具（螺母、螺栓、铆钉、销钉等）、金属成型、轧制、动力管道装配等，工程技术人员关心的是由于结构之间的接触而产生的应力、变形、力和温度等的改变。

（3）点-点接触。

在ANSYS中还可以使用点-点接触单元来模拟点-点接触（柔体-柔体或刚体-柔体接触）。此外，可以使用这些单元来表示两个面之间的接触，在各个面上相对的节点之间指定各自的点-点接触。这种用法需要相对两个面上的节点在几何上匹配，而且忽略两个面之间的相对滑动。此外，两个面的位移（或转角）必须保持为小量。