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| Tutorial/Manual | {{ post.manual_title }} | Attached File | {{ post.file.upload_filename }} |
在多体动力学仿真中，接触仿真是非常重要的。
几乎没有不包含接触的机械系统。另一方面，在CAE中，接触算法占据了计算量的大部分，对仿真时间和结果的精确度有很大的影响。因此，了解和使用接触原理和接触参数是至关重要的。
在CAE中使用的接触算法大多是PenaltyMethod，RecurDyn也是基于该方法进行接触计算的。 （即使是相同的 Penalty Method ，详细的算法也完全不同，因此不同软件的接触性能差别很大。）
该Penalty Method的特点是它使用“penetration”来计算接触。
许多RecurDyn初学者不知道这一部分就在使用接触，只要理解与之相关的简单内容，对以后定义接触，设置参数将大有帮助。
让我们看看两个实体的互相接触。
实际上，两个实体不会重合，但PenaltyMethod假设两个实体可以重合，并利用它们来计算接触力。
也就是说，两个实体可以重合，如下所示。 这时，两个实体之间的重叠量被称为penetration，或penetration depth。（penetration是渗透量的意思）
从现在开始的说明很重要。
（这里所讲的内容是为了便于理解，所以对于Penalty Method的正确理论内容，请查阅其他的论文等）。
Penetration
在Penalty Method中，当两个实体重合时，就像两个实体之间有一个弹簧，并计算接触力，认为弹簧已经压缩到penetration那么大。
也就是说，当Penetration的量称为δ时，接触力f = kδ计算。
（此时，k是接触参数之一的Stiffness Coefficient）
当然，正确的接触计算式如下，但从概念上理解为 f = kδ则更容易。
（省略对上述每个变量的说明）
因此，Contact参数中的Stiffness/Damping Coefficient在概念上与弹簧的Stiffness/Damping Coefficient相同即可。
比如说，
在以下情况下，penetration将增加，直到通过外力和 f=kδ计算的接触力达到平衡。（为方便起见，单位略去）。
在第1例中 ，由于上述箱体的重量，30的力是向下施加的，但由于, δ=0，所以不会发生接触力。箱体就会往下掉。
在第2种情况下 ，δ=1，虽然发生接触力,但由于是30>10，所以箱体仍然会下降。
在第3种情况下, 也是30>20，所以箱体下降。
在第4种情况下 ,达到30=30，从而达到力的平衡。（这里为了便于仿真，δ比较大，但实际上应该很小。）
因为f = kδ，所以如果将K（stiffness coefficient）设置得太小，那么只有当错误非常大时，才能达到平衡。但是，penetration是一个实际上不应该存在的值，所以它应该足够小才合理。 因此，K需要使用足够大的值。或者是RecurDyn的Geo Surface Contact，在Solid Contact中，K的默认值为100,000 N/mm）。
实际上，当下面是一个1千克重的箱体放在一个大箱体上时，接触力被计算为10N（按10m/s^2计算重力加速度），这时可以确定penetration=0.0001。（K=100000）
但是如果K太大，f = kδ 所以只要penetration稍微发生变化，产生的力的大小就会急剧变化。 这种力的急剧变化会对求解器仿真的稳定性造成不良影响。因此，使用合适的K来适应您需要的问题的情况是非常重要的。（过小会导致penetration大，准确度如果它太大，会影响求解器的仿真稳定性）
因此，需要在适当的范围内调节K。
（参考，在培养或减少K时，通常调节10倍，100倍，或0.1倍，0.01倍）。
本文从RecurDyn接触元素（Contact）初级教程第五弹-接触算法的基本原理-应用篇入手。
想对接触了解得更详细，请再参考下面的技巧。
