? ? ? ?TIEBREAK接觸即為帶有失效的TIE（綁定）接觸類型，在有限元分析中，需要使用這種接觸的場合很多，例如可以用于模擬兩種物體之間的粘接層，也可以用于定義不同工況下兩個(gè)物體之間相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，甚至可以用于模擬I型裂紋的擴(kuò)展。尤其是在模擬粘接層時(shí)，這種接觸的定義過程比使用粘聚力單元更為簡單方便，主要體現(xiàn)在參數(shù)的選取較少且易得，以及計(jì)算效率更高兩方面。

? ? ? ?在數(shù)值模型中，普通的接觸類型只能傳遞壓力，相互接觸的部件一旦收到拉力就會(huì)互相分離。要傳遞拉力就需要使用綁定接觸。TIE接觸可以在界面之間傳遞壓力和拉力，而TIEBREAK接觸則是在TIE接觸的基礎(chǔ)上增加可選的失效準(zhǔn)則。對于參加了TIEBREAK的節(jié)點(diǎn)而言，還可以參與其他約束類的設(shè)置，例如NODAL_RIGID_BODY， SPOTWELD等。此外，TIE接觸是基于約束的接觸類型，而TIEBREAK接觸則是基于罰函數(shù)的接觸類型。在定義了TIEBREAK接觸之后，界面兩側(cè)的單元無法發(fā)生相對滑移。

? ? ? ?1.接觸算法

? ? ? ?如下圖所示，對于大多數(shù)的接觸類型（除了面到面接觸），程序?qū)佑|模型的計(jì)算都是始于針對接觸對中從節(jié)點(diǎn)和主面段之間相對位置的處理。從節(jié)點(diǎn)具有質(zhì)量；而主面段為三節(jié)點(diǎn)或四節(jié)點(diǎn)，可以使殼單元，也可以是實(shí)體單元的一個(gè)面。

從節(jié)點(diǎn)和主面段

? ? ? ?通過將從節(jié)點(diǎn)沿主面段的法線方向投影，可以在主面段上“收集”到投影后的從節(jié)點(diǎn)。一旦成功收集到從節(jié)點(diǎn)，那么這一對從節(jié)點(diǎn)和主面段就會(huì)定義為一個(gè)接觸對參加后續(xù)的接觸計(jì)算。為了成功搜索到主面段邊界附近的從節(jié)點(diǎn)投影，還可以通過參數(shù)設(shè)置來擴(kuò)展主面段的面積，如下圖所示。對于普通接觸來說，在每一個(gè)循環(huán)步中都會(huì)進(jìn)行了上述的搜索運(yùn)算，而對于綁定接觸，則只會(huì)在程序開始之初運(yùn)行一次搜索運(yùn)算。

從節(jié)點(diǎn)的“收集”

? ? ? ?根據(jù)從節(jié)點(diǎn)到主面段的投影距離可以確定此時(shí)兩者的相對狀態(tài)。以主面段上的局部坐標(biāo)系為參考，若投影距離為負(fù)數(shù)，則兩者相互穿透；

? ? ? ?若為正數(shù)，則無穿透；

? ? ? ?若為零，則從節(jié)點(diǎn)在主面段上，如下圖所示。

相對位置檢測

? ? ? ?普通接觸類型只會(huì)處理穿透的情況。此時(shí)，程序會(huì)根據(jù)穿透距離和接觸剛度對從節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生一個(gè)指向主面段的接觸力，迫使其穿透距離逐漸減小。

接觸力

? ? ? ?其中，f（s）為接觸力，K（c）為接觸剛度，delta為穿透距離。

? ? ? ?而對于TIE接觸和TIEBREAK接觸，程序還會(huì)對無穿透的從節(jié)點(diǎn)施加接觸力，使得從節(jié)點(diǎn)一直保持穿透距離為零的狀態(tài)。當(dāng)失效準(zhǔn)則達(dá)到后，綁定接觸失效，兩個(gè)部件之間的接觸類型轉(zhuǎn)換為普通接觸（除了TIEBREAK_NODES_ONLY）。

? ? ? ?接觸力不僅作用于從節(jié)點(diǎn)，同時(shí)還會(huì)作用于主面段的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)所受接觸力的大小取決于其與從節(jié)點(diǎn)的相對位置，這里不再詳述。

? ? ? ?失效準(zhǔn)則有兩種：對于單向接觸，失效準(zhǔn)則為force；對于雙向接觸，失效準(zhǔn)則為stress。

2.不同的TIEBREAK接觸

? ? ? ?TIEBREAK接觸可以分為兩大類，自動(dòng)接觸和非自動(dòng)接觸：

? ? ? ?自動(dòng)接觸：

? ? ? ?*CONTACT_AUTOMATIC_SURFACE_TO_SURFACE_TIEBREAK

? ? ? ?*CONTACT_AUTOMATIC_ONE_WAY_SURFACE_TO_SURFACE_TIEBREAK

? ? ? ?非自動(dòng)接觸：

? ? ? ?*CONTACT_TIEBREAK_NODES_TO_SURFACE

? ? ? ?*CONTACT_TIEBREAK_SURFACE_TO_SURFACE

? ? ? ?*CONTACT_TIEBREAK_NODES_ONLY

? ? ? ?這兩種TIEBREAK的區(qū)別主要在以下幾個(gè)方面：

（1）參與綁定接觸的從節(jié)點(diǎn)

? ? ? ?對于一個(gè)從節(jié)點(diǎn)，假如其投影距離為零、負(fù)數(shù)或正數(shù)（小于主面段對角線長度的1%），那么稱這一從節(jié)點(diǎn)與其對應(yīng)的主面段處于初始接觸的狀態(tài)。

? ? ? ?當(dāng)綁定接觸為自動(dòng)接觸時(shí)，若其OPTION選項(xiàng)為1或3，那么程序會(huì)將初始接觸的從節(jié)點(diǎn)和在之后計(jì)算過程中與主面段接觸的從節(jié)點(diǎn)均設(shè)為綁定狀態(tài)；OPTION選項(xiàng)為其他時(shí)，程序只會(huì)將初始接觸的從節(jié)點(diǎn)設(shè)為綁定狀態(tài)。

? ? ? ?當(dāng)綁定接觸為非自動(dòng)接觸時(shí)，程序會(huì)將所有用戶設(shè)置的從節(jié)點(diǎn)都綁定到主面段上，而不會(huì)計(jì)算投影距離。所以當(dāng)我們使用非自動(dòng)綁定接觸時(shí)，為了使程序運(yùn)行更為穩(wěn)定，不要使綁定狀態(tài)下的從節(jié)點(diǎn)離主面段的距離太遠(yuǎn)，一般為不超過主面段對角線距離的10%。

（2）失效準(zhǔn)則

? ? ? ?自動(dòng)TIEBREAK接觸只能設(shè)置應(yīng)力為失效準(zhǔn)則；非自動(dòng)TIEBREAK接觸既可以設(shè)置應(yīng)力為失效準(zhǔn)則，還可以設(shè)置力為失效準(zhǔn)則。

（3）殼單元的方向

? ? ? ?自動(dòng)TIEBREAK接觸可以自動(dòng)調(diào)整殼單元的法線方向；

? ? ? ?非自動(dòng)TIEBREAK接觸則不可以，必須將接觸面兩側(cè)的殼單元的方向手動(dòng)設(shè)置為相對的。但是有一種例外，就是在雙向非自動(dòng)接觸中，設(shè)置THKOFF選項(xiàng)為1可以激活厚度偏置，這樣就可以自動(dòng)處理殼的方向。