接触单元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(see 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。
此单元的更多细节见ANSYS理论参考中的171接触单元。关于中节点的讨论见ANSYS模型与网格指南中的二次单元（中间节点）部分。其他面面接触单元，诸如（接触单元171、173、174）亦可用。
Figure 172.1 CONTA172 Geometry
输入数据：
单元几何形状和节点位置见Figure 172.1 CONTA172 Geometry,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。用ESURF命令自动生成接触单元的更多信息见ANSYS接触技术指南的接触说明部分。
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是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。更多信息参见ANSYS接触技术指南中的接触面和目标面说明。
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
单元的输入数据的总结在“CONTA172输入数据总结”中列出。单元输入信息的总的说明见单元输入。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
对实常数的说明见表172.1“CONTA172实常数”
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
以下说明的是172单元的KEYOPTS列表。包括对ANSYS接触技术指南中接触部分中专门论述的链接。
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Multipoint constraint (MPC)；更多信息参加ANSYS接触技术指南第七章 "Multipoint Constraints and Assemblies"
3 -- 接触面法向用拉格朗日乘法器、接触面用罚函数
4 -- 目标面和接触面法向使用拉格朗日乘法器
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。面基约束有更详细的叙述。
KEYOPT(5)
CNOF/ICONT自动调节:
0 -- 不自动调节
1 -- 关闭空隙自动CNOF。
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) = 2 or 3，包括自动二等分增量.只有当SOLCONTROL，ON,ON时才有效。
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, or 4,，如果KEYOPT(12) = 4 or 5.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 (pair based)。
1 -- 根据所附实体单元的前一个子步的平均应力(pair based).
2 -- 每次根据当前所附单元的平均应力迭代(pair based).
3 -- 若在荷载步中FKN被从新定义，则每一荷载步更新一次接触刚度矩阵(individual element based).
4 -- 根据所附实体单元的前一个子步的平均应力(individual element based).
5 -- 每次根据当前所附单元的平均应力迭代. (individual element based).
注意：KEYOPT(10) = 0, 1, and 2 是 pair based,刚度和ICONT, FTOLN, PINB, PMAX, and PMIN的设置是根据接触对中的接触单元平均的。对KEYOPT(10) = 3, 4, and 5, 刚度和ICONT, FTOLN, PINB, PMAX, and PMIN的设置是根据每一个接触单元平均的。（几何和材料特性）。
KEYOPT(11)
梁、壳厚度影响
0 -- 不考虑
1 -- 考虑
KEYOPT(12)
接触面状况
0 -- 标准
1 -- 粗糙
2 – 不分离但可以滑动
3 -- 粘结
4 -- 不分离
5 -- 总是粘结
6 -- 初始粘结（初始接触）
表172.1 CONTA172实常数
