单元详解CONTA172
CONTA172:二维三节点面－面接触单元
CONTA172单元描述
CONTA172用来定义一个二维目标面(TARGE169)和一个可变形表面间的接触和滑动单元。这个单元可以用于二维的结构、和耦合接触分析。本单元覆盖与二维实体单元表面，有中间节点（(PLANE2, PLANE121, PLANE183, SHELL209, HYPER74, PLANE82, HYPER84 (with KEYOPT(1) = 1), VISCO88, VISCO108, PLANE35, PLANE77, PLANE53, PLANE223, PLANE230, or MATRIX50).它与它连接的实体单元表面有相同的几何特征(e Figure 172.1: "CONTA172 Geometry").。当单元表面渗透到指定的目标面上时，接触现象发生，库仑应力和摩擦剪应力是允许的。
输入数据：
单元几何形状和节点位置,单元通过三个节点定义（单元所附的实体单元有中间节点），如果单元所附的实体单元没有中间节点，用CONTA171（你也可以继续使用CONTA172但必须停
止中间节点）。单元的X轴沿着I-J方向。接触单元的正确的节点顺序对正确的接触方向来说是重要的。如图所示，当从接触单元的第一个节点移向第二个节点时，必须是使目标面位于接触单元的右侧。See Generating Contact Elements in the ANSYS Contact Technology Guide for more information on generating elements automatically using the ESURF command.
二维表面接触单元是通过共用一个实常数来和二维目标面单元(TARGE169)相联系的。Ansys实通过相同的实常数来寻找面间的接触的。对于刚体－柔体接触或者柔体－柔体的接触，其中可变形的面必须用接触面代表。See Designating Contact and Target Surfaces in the ANSYS Contact Technology Guide for more information.
如果多于一个的目标面将要和同一个实体单元的边界发生接触，你必须定义几个接触单元，这些接触单元共享同样的几何形状，但是和不同的目标面相联系（目标面必须定义不同的实常数），或者你必须合将两个目标面结合成一个（两个有相同的实常数）。
这个单元支持多种二维应力状态，包括平面应力，平面应变，和轴对称状态，应力状态会根据所覆盖的实体单元的应力状态自动探测。然而，所覆盖的实体单元是超单元，你必须
用KEYOPT(3)来说明应力状态
A summary of the element input is given in "CONTA172 Input Summary". A general description of element input is given in Element Input.
CONTA172输入摘要
节点
I,J,K
自由度
UX,UY(if KEYOPT(1) = 0)
UX,UY,TEMP(if KEYOPT(1) = 1)
TEMP(if KEYOPT(1)=2)
UX,UY,TEMP,VOLT(if KEYOPT(1)=3)
TEMP,VOLT(if KEYOPT(1)=4)
UX,UY,VOLT(if KEYOPT(1)=5)
VOLT(if KEYOPT(1)=6)
AZ(if KEYOPT(1)=7)
实常数
R1,R2,FKN,FTOLN,ICONT,PINB,
PMAX,PMIN,TAUMAX,CNOF,FKOP,FKT,
COHE,TCC,FHTG,SBCT,RDVF,FWGT,
ECC,FHEG,FACT,DC,SLTO,TNOP,
TOLS
See Table 172.1: "CONTA172 Real Constants" for descriptions of the real constants.
材料属性
DAMP,MU,EMIS
面荷载
Convection, Face 1 (I-J-K)
Heat Flux, Face 1 (I-J-K)
特别说明
非线性
大变形
单元生死
KEYOPTs
Prented below is a list of KEYOPTS available for this element. Included are links to ctions in the ANSYS Contact Technology Guide where more information is available on a particular topic.
KEYOPT(1)
选择自由度
0--UX,UY
1--UX,UY,TEMP
2--TEMP
3--UX,UY,TEMP,VOLT
4--TEMP,VOLT
5--UX,UY,VOLT
6--VOLT
7--AZ
KEYOPT(2)
接触算法:
0--扩增的拉格朗日算法(缺省)
1--罚函数方法
2--多点约束Multipointconstraint(MPC);
e Chapter 7: "Multipoint Constraints and Asmblies" in the ANSYS Contact Technology Guide for more information
3--Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent
4--Pure Lagrange multiplier on contact normal and tangent
KEYOPT(3)
出现超单元时的应力状态
0--使用H单元(无超单元)
1--轴对称（有超单元）
2--平面应力、平面应变（有超单元）
3--有厚度输入的平面应力（有超单元）
KEYOPT(4)
接触探测点的位置
0--在高斯点(对大多数情况)
1--在接触面法向节点上
2--在目标面法向节点上
注意：只有点－面接触时才能使用节点位置
注意：当用多点约束定义接触面的约束时，用以下方法定义KEYOPT(4)：对分布力表面设置KEYOPT(4)＝1，对刚性约束表面设置KEYOPT(4)＝2。Surface-bad Constraints有更详细的叙述。
KEYOPT(5)
CNOF/ICONT自动调节:
0--不自动调节
1--关闭空隙自动CNOF。Clo gap with auto CNOF
2--减少穿透自动CNOF自动CNOF
3--关闭空隙、减少穿透
4--自动ICONT
KEYOPT(7)
单元时间步长控制
0--不控制
1--自动二等分
2--对下一个子步预测一个合理的时间增量
3--对下一个子步预测一个最小的时间增量
注意：对于KEYOPT(7)=2or3，包括自动二等分增量.只有SOLCONTROL被激活，设置ON在程序标准ON at the procedure level.（不知道如何翻译）
KEYOPT(8)
非对称接触选项:
0--没有作用
2--Ansys在求解过程中选择非最成接触对（只有当对称接触被定义时使用）
KEYOPT(9)
初始穿透或缝隙的影响
0--包括由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透
1--排除由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透
2--包括由初始几何形状和接触表面偏移量引起的缝隙和穿透,有渐变效应
3--包括由用户指定的接触表面偏移量，排除由初始几何形状引起的缝隙或穿透。
4--包括由用户指定的接触表面偏移量，排除由初始几何形状引起的缝隙或穿透。
由渐变效应。
注意：
对于KEYOPT(9)=1,3,or4,，如果KEYOPT(12)=4or5.表明初始缝隙效应被考虑了。
KEYOPT(10)
接触刚度矩阵更新：
0--若在荷载步中FKN被重新定义，则每一荷载步更新一次接触刚度(pairbad)。
1--根据所附实体单元的前一个子步的平均应力(pairbad).
2--每次根据当前所附单元的平均应力迭代(pairbad).
