MeshFree|接触分析原理
接触（contact）分析
基本假设是空间中的两个物体可以相互接触，但不能穿透（non-penetration condition），从物理角度来看属于非线性行为。在MeshFree的几何非线性分析中，可用的接触类型有考虑物体之间碰撞和碰撞时摩擦的一般接触（general contact）和在分析初期两个物体粘合在一起进行分析的绑定接触（welded contact）。
判断为接触的从属节点与主接触面之间的位移关系通过罚函数方法（penalty method）进行约束，并按如下方式定义节点之间的间隙(gap)和接触力：
在上述公式中使用的罚系数
具有赋予主接触面与从属节点之间线性弹性刚性的效果，其数值大小直接决定了非穿透条件的满足程度。在“焊接”条件下，即使法向间隙
为正值，该模型仍会施加接触力，以此模拟使初始相邻的接触面与从属节点保持连接而不分离的效果。此外，在“焊接”条件下，切向罚系数
取值与法向罚系数
保持一致。
在MeshFree中，罚系数由程序自动计算，同时用户可根据需要调整接触设置栏里的法向/切向比例系数。通过修改这些参数，用户即可有效实现非穿透条件或焊接条件的精确满足
检查接触定义的位置和判断接触定义
选择接触条件后，除了相应位置外部分会按透明显示，可直接在模型上分别确认。
初次做分析时，建议先定义默认值，如果定义不明确，请尝试更改数值，这将有助于快速理解。
或进行模态分析，后处理通过模态结果查看判断接触定义是否正确
在非线性分析中，由于一般接触的刚度会随间隙值的正负发生从0到量级的急剧跃变，因此在获得收敛解之前往往会产生显著的数值振荡现象。为改善此问题，MeshFree采用如下修正形式的接触力计算公式：
用户可在上图中查得相应数值，并将其在接触定义的对话框中设置为搜索范围(search range)。如果
，即使两个物体并未发生实际接触，系统仍会生成接触力，此举能有效减轻数值振荡现象，从而提升分析的收敛性。需要注意的是，若该参数被设置为超出物理实际的大数值，则可能导致非正常结果的出现。
对于一般接触，可以考虑进一步的摩擦。为反映摩擦滑动，定义破坏函数如下：
：摩擦系数
可以输出法向、切向、接触压力和接触剪应力
法向刚度系数和切向刚度系数分别代表什么
当两个物体接触时，外力会首先法向/切向方向发生渗透。这时，在接触面上，产生方向性弹簧，以防止物体的穿透而反向施加力，由此产生接触力。各方向的刚度系数表示在一定的强度下抵抗渗透的能力，1.0表示能弹开所有穿透力。
线性接触不会垂直下降，不会产生剪切模量，因此没有意义。
摩擦系数：
定义接触面之间的摩擦系数
法向刚度比例因子:
这个值用来保证发生接触时的接触力。如果增加这个值，那么收敛性会降低；如果减少这个值，收敛性会增加，但是会有侵入现象。
推荐使用默认设置。
切向刚度比例因子:
这个值用来保证发生接触时，在剪切方向的接触力。
设置范围值，可选择自动容差和手动容差
应用自动容差时，自动容差值=所选几何体的特征尺寸×自动接触容差系数
应用手动容差时，由用户手动输入
当部件之间的间隙过大时，用户可以自己输入范围值
如果手动输入范围值，可以会定义多余的接触。因此在定义完接触之后需要检查
即使用户定义了接触，当面与面之间的距离超过接触容差时，接触也不会发生
用手动方法生成接触时，可将输入范围值比测量的距离值大10%
范围是指搜索结构物间接触面的类别
两种形状因公差而分离，如果由于网格尺寸不同而不在同一节点上，则在距离为0mm时，将无法找到接触面。
在线性接触条件下，假设法向方向是固定的，可以输入足够的值来搜索公差。(一般接触需要用户定义)但是，如果范围过大，就会报错。如壁厚为3mm，如果范围5mm，则可能会产生形状内外刚度很大的壁面。
自动设定时，与形状相比，以1/100的比例来考虑线性接触。
因此，对于较大的几何形状，需要验证定义的接触条件，因为自动设置的搜索范围会很大，这可能会导致不必要的接触。
