4.5.1 实例描述
下面将分析二维圆盘与平板的接触实例，模型顶部有一个刚性的（无弹性和塑性变形）圆盘，圆盘的底部与平板上沿部分相接触（见图4-1），在圆盘上沿着y轴负方向施加10kn的集中力。接触面润滑良好，无摩擦。除了接触力之外，平板不承受其他载荷。要求分析模型的受力状态。
图4-1 圆盘与平板模型示意图
l此问题研究的是结构的静态响应，使用abaqus/standard作为求解器，所以分析步类型应为static,general。
l在接触分折中，如果接触属性为默认的“硬接触”，则应尽可能使用“一阶单元”，本实例中选用cps4i单元（平面应力四边形双线性非协调单元）。
l圆盘为刚性的，且几何形状简单，可以用解析刚体来模拟。
4.5.2 创建部件
1．创建平板
单击工具区中的create part图标，弹出create part对话框，在name文本框中输入“part-ban”，设置modeling space为2d planar，type为deformable，如图4-2所示，然后单击continue按钮。
进入草图模块后，单击工具区中的图标，在视图区下方输入矩形第一个点的坐标（-20,10），然后再输入第一个点的坐标（20,0），双击鼠标中键，即完成平板的绘制。
2．创建圆盘
（1）单击工具区中的create part图标，弹出create part对话框，在name文本框中输入“part-pan”，设置modeling space为2d planar，type为analytical rigid（解析刚体），如图4-3所示，然后单击continue按钮。
（2）单击工具区中的create arc center and 2 endpoints（绘制圆弧圆心和2点）图标，在视图区下方输入圆心坐标（0,15），单击鼠标中键（或按enter键），然后输入圆弧起始点坐标（0,10），单击鼠标中键，再输入圆弧的终点坐标（-5,15），单击鼠标中键，即完成了圆盘轮廓的1/4圆弧。
（3）根据上述方法，继续创建下述3段圆弧，创建圆弧所涉及的数据如表4-1所示。
提示：解析刚体的截面图形由线段、小于180°的弧线及抛物线组成，因此不能用工具绘制整个圆。
（4）在绘制完刚体部件后，必须为刚体部件指定一个参考点，刚体部件的边界条件和载荷都要施加在此参考点上，在分析过程中，整个刚体部件各处的位移都是和此参考点的位移相同。在菜单栏中选择tools→reference point（参考点）命令，然后单击刚体顶部的点，如图4-4所示。
提示：在part模块下为部件所加的参考点，将隶属于这个部件。
4.5.3 定义材料属性
（1）在工作区上方的module下拉列表框中选择property选项，选择part为part-ban，进入材料属性编辑界面。单击工具区中的creatematerial图标，弹出edit material对话框，如图4-5所示，默认名称为material-1。
（ 2 ） 在 material behaviors 选 项 组 中 依 次 选 择mechanical→elasticity→elasti选项。此时，在下方出现的数据表中依次设置young’s modulus为210000，poisson’s ratio为0.3，保持其余参数不变，单击ok按钮。
4.5.4 定义和指派截面属性
1．创建截面
单击工具区中的create section图标，弹出create section对话框，默认名称为section-1，保持其他项不变，如图4-6所示，单击continue按钮，弹出edit section对话框，在material下拉列表框中选择material-1选项，如图4-7所示，单击ok按钮。
2．指派截面属性
单击工具区中的assign section图标，在视图区选择整个平板，单击提示区的done按钮（或在视图区单击鼠标中键），弹出edit sectionassignment对话框，在section下拉列表框中选择section-1选项，如图4-8所示，单击ok按钮。
4.5.5 定义装配
在module下拉列表框中选择assembly选项，单击工具区中的create instance图标，弹出create instance对话框，在parts选项组中选择part-ban和part-pan选项，保持各项默认值，如图4-9所示，单击ok按钮。
4.5.6 设置分析步
本模型的分析步将包含以下几个部分。
linitial（初始分析步）：该分析步用来定义边界条件。
l分析步1：在圆盘上施加一个较小的力，使各个接触部件平稳地建立起来，以免把所有载荷都施加到模型上，导致分析无法收敛。
l分析步2：将圆盘上的作用力改为100kn。
在接触分析中，通常先定义一个只有很小位移载荷的分析步，让接触关系平稳地建立起来，然后在下一个分析步中再施加真实的载荷。这样虽然分析步的数目增加了，但是降低了收敛的困难度，计算时间反而可能会减少。
（1）在module下拉列表框中选择step选项，进入分析步编辑界面。单击工具区中的create step图标，弹出create step对话框，分别创建以下分析步。
分析步1（step-10kn）：在name文本框中输入“step-10kn”，类型选择static,general，其余选项不变，如图4-10所示，单击continue按钮。弹出edit step对话框，设置nlgeom为on，如图4-11所示，单击ok按钮，完成分析步1的创建。
分 析 步 2 （ step-100kn ） ： 在 name 文 本 框 中 输 入 “step100kn”，类型选择static,general ，其余选项不变，单击continue按钮。弹出edit step对话框，直接单击ok按钮，完成分析步2的创建。
（2）创建完毕后，单击工具区中的step manager图标，打开stepmanager对话框，可以查看所创建的分析步，如图4-12所示。
（内容、图片来源：《abaqus 2020有限元分析从入门到精通》，侵删）
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