ANSYS Mechanical的高级接触选项位于接触属性设置的Advanced部分。

(1)Formulation选项

即接触的算法选项，可供选择的选项如下图中的下拉菜单所示。如果选择了ProgramControlled，对于刚体间接触采用Pure Penalty，对其他接触采用Augmented Lagrange。MPC算法仅用于Bonded和NoSeparation接触类型。Beam算法通过使用无质量的线性梁单元将接触的体缝合在一起，仅用于Bonded类型的接触。

(2)Small sliding选项

此选项用于激活小滑移假设，如已知存在小的滑移，此选项能够使分析更为有效和稳健。设为On选项为打开小滑移，设为Off选项为关闭小滑移。如果选择ProgramControlled，在大变形未打开或绑定接触时，程序大多数情况会自动设置此选项为On。

(3)Detection Method选项

DetectionMethod选项用于设置接触探测的位置，以便获得较好的收敛性。此选项适用于3D的面-面接触以及2D的边-边接触，可用的选项有高斯点探测、节点探测等，如下图所示。

各选项的说明列于表1中。

表1 接触探测位置选项的说明

探测位置选项	说明
Program Controlled	缺省选项。对于Pure Penalty和Augmented Lagrange算法，采用On Gauss Point选项；对于MPC和Normal Lagrange算法，则采用Nodal-Normal to Target选项。
On Gauss Point	积分点探测，不适用于MPC或Normal Lagrange算法。
Nodal-Normal From Contact	探测位置在节点，接触的法向垂直于接触面。
Nodal-Normal To Target	探测位置在节点，接触的法向垂直于目标面。
Nodal-Projected Normal From Contact	探测位置在接触节点，接触面和目标面的重叠区域（基于投影的方法）。

(4)Penetration Tolerance选项

此选项用于设置接触的法向穿透容差，可通过Value和Factor两种方式指定。如果选择ProgramControlled选项，则穿透容差由程序自动计算。选择Value选项时需要输入PenetrationToleranceValue（长度量纲）；选择Factor选项时需要输入Penetration Tolerance Factor，此因子的数值应介于0和1之间。(5)Elastic Slip Tolerance选项

即接触的切向滑移容差选项，与法向容差相似，可通过Value和Factor两种方式指定。如果选择ProgramControlled选项，则穿透容差由程序自动计算。选择Value选项时需要输入ElasticSlip Tolerance Value（长度量纲）；选择Factor选项时需要输入ElasticSlip Tolerance Factor，此因子的数值应介于0和1之间。注意此选项不用于Frictionless和NoSeparation接触类型。

(6)Normal Stiffness选项

NormalStiffness为接触法向刚度，只用于Pure Penalty和AugmentedLagrange算法。ProgramControlled为程序控制，一般情况可选择Factor（因子）或Absolute Value（绝对值）两种方式定义。如果选择Factor，需要输入NormalStiffness Factor，这是一个相对的因子，是计算法向接触刚度的乘子。一般体积问题建议设为1.0，对弯曲变形为主的情况，如果收敛困难，可以设置为0.01~0.1之间的值。NormalStiffness Factor因子的数值越小，法向刚度越小，越容易收敛，但是会造成更大的法向穿透量。如果选择AbsoluteValue，则需要输入NormalStiffnessValue值，注意此刚度值必须为正值。对于面-面接触，在kg-m-s单位制中其单位是N/m3，对于面-边或边-边接触，其单位是N/m。

(7) Update Stiffness选项即接触刚度更新选项，包括ProgramControlled、Never、EachIteration及Each Iteration Aggressive等选项，如下图所示。

仅用于AugmentedLagrange及Pure Penalty接触算法。如果选择ProgramControlled选项，对刚体间接触设置为Never选项，对其他情况设置为EachIteration选项。如果选择Never选项，将闭程序自动更新刚度功能。如果选择EachIteration选项，将在每一次平衡迭代结束时更新接触刚度。一般情况建议采用此选项。接触刚度在求解中可自动调整，如果收敛困难，可降低刚度。如果选择EachIteration Aggressive选项，将在每一次平衡迭代结束时更新接触刚度，与EachIteration选项相比，此选项的调整数值范围可以更大些。

(8) Pinball Region设置选项

Pinball Region选项用于定义一个与接触计算有关的尺寸范围，Pinball Region设置选项如下图所示。

一般可采用Radius选项直接输入Pinball的半径数值，手工定义PinballRegion范围，根据PinballRadius的值，在图形显示区域内会以一个半透明蓝色球体的形式出现，如下图所示。

设置Pinball Region的作用有两个方面。对于非线性类型接触，Pinball Region用于区分所谓的近场和原场。初始时刻相距较远的接触表面，如果目标面位于Pinball以外，程序认为这些接触对在当前子步不可能发生接触，属于远场，因此将不对这些位置的接触探测点进行密切监测；对于初始时刻目标面位于接触探测点Pinball以内的情形，程序则会密切监测目标面与此积分探测点之间的位置关系。通过Pinball对于远场和近场的区分，可节省计算时间，提高接触计算的效率。另一方面，对于Bonded和No Separation类型的线性接触，Pinball区域则起到另外一种作用，即：初始位于Pinball以内才实际发生接触，而位于Pinball以外则不发生接触。

ANSYS Mechanical的高级接触选项位于接触属性设置的Advanced部分。

(1)Formulation选项

即接触的算法选项，可供选择的选项如下图中的下拉菜单所示。如果选择了ProgramControlled，对于刚体间接触采用Pure Penalty，对其他接触采用Augmented Lagrange。MPC算法仅用于Bonded和NoSeparation接触类型。Beam算法通过使用无质量的线性梁单元将接触的体缝合在一起，仅用于Bonded类型的接触。

(2)Small sliding选项

此选项用于激活小滑移假设，如已知存在小的滑移，此选项能够使分析更为有效和稳健。设为On选项为打开小滑移，设为Off选项为关闭小滑移。如果选择ProgramControlled，在大变形未打开或绑定接触时，程序大多数情况会自动设置此选项为On。

(3)Detection Method选项

DetectionMethod选项用于设置接触探测的位置，以便获得较好的收敛性。此选项适用于3D的面-面接触以及2D的边-边接触，可用的选项有高斯点探测、节点探测等，如下图所示。

各选项的说明列于表1中。

表1 接触探测位置选项的说明

探测位置选项	说明
Program Controlled	缺省选项。对于Pure Penalty和Augmented Lagrange算法，采用On Gauss Point选项；对于MPC和Normal Lagrange算法，则采用Nodal-Normal to Target选项。
On Gauss Point	积分点探测，不适用于MPC或Normal Lagrange算法。
Nodal-Normal From Contact	探测位置在节点，接触的法向垂直于接触面。
Nodal-Normal To Target	探测位置在节点，接触的法向垂直于目标面。
Nodal-Projected Normal From Contact	探测位置在接触节点，接触面和目标面的重叠区域（基于投影的方法）。

(4)Penetration Tolerance选项

此选项用于设置接触的法向穿透容差，可通过Value和Factor两种方式指定。如果选择ProgramControlled选项，则穿透容差由程序自动计算。选择Value选项时需要输入PenetrationToleranceValue（长度量纲）；选择Factor选项时需要输入Penetration Tolerance Factor，此因子的数值应介于0和1之间。(5)Elastic Slip Tolerance选项

即接触的切向滑移容差选项，与法向容差相似，可通过Value和Factor两种方式指定。如果选择ProgramControlled选项，则穿透容差由程序自动计算。选择Value选项时需要输入ElasticSlip Tolerance Value（长度量纲）；选择Factor选项时需要输入ElasticSlip Tolerance Factor，此因子的数值应介于0和1之间。注意此选项不用于Frictionless和NoSeparation接触类型。

(6)Normal Stiffness选项

NormalStiffness为接触法向刚度，只用于Pure Penalty和AugmentedLagrange算法。ProgramControlled为程序控制，一般情况可选择Factor（因子）或Absolute Value（绝对值）两种方式定义。如果选择Factor，需要输入NormalStiffness Factor，这是一个相对的因子，是计算法向接触刚度的乘子。一般体积问题建议设为1.0，对弯曲变形为主的情况，如果收敛困难，可以设置为0.01~0.1之间的值。NormalStiffness Factor因子的数值越小，法向刚度越小，越容易收敛，但是会造成更大的法向穿透量。如果选择AbsoluteValue，则需要输入NormalStiffnessValue值，注意此刚度值必须为正值。对于面-面接触，在kg-m-s单位制中其单位是N/m3，对于面-边或边-边接触，其单位是N/m。

(7) Update Stiffness选项即接触刚度更新选项，包括ProgramControlled、Never、EachIteration及Each Iteration Aggressive等选项，如下图所示。

仅用于AugmentedLagrange及Pure Penalty接触算法。如果选择ProgramControlled选项，对刚体间接触设置为Never选项，对其他情况设置为EachIteration选项。如果选择Never选项，将闭程序自动更新刚度功能。如果选择EachIteration选项，将在每一次平衡迭代结束时更新接触刚度。一般情况建议采用此选项。接触刚度在求解中可自动调整，如果收敛困难，可降低刚度。如果选择EachIteration Aggressive选项，将在每一次平衡迭代结束时更新接触刚度，与EachIteration选项相比，此选项的调整数值范围可以更大些。

(8) Pinball Region设置选项

Pinball Region选项用于定义一个与接触计算有关的尺寸范围，Pinball Region设置选项如下图所示。

一般可采用Radius选项直接输入Pinball的半径数值，手工定义PinballRegion范围，根据PinballRadius的值，在图形显示区域内会以一个半透明蓝色球体的形式出现，如下图所示。

设置Pinball Region的作用有两个方面。对于非线性类型接触，Pinball Region用于区分所谓的近场和原场。初始时刻相距较远的接触表面，如果目标面位于Pinball以外，程序认为这些接触对在当前子步不可能发生接触，属于远场，因此将不对这些位置的接触探测点进行密切监测；对于初始时刻目标面位于接触探测点Pinball以内的情形，程序则会密切监测目标面与此积分探测点之间的位置关系。通过Pinball对于远场和近场的区分，可节省计算时间，提高接触计算的效率。另一方面，对于Bonded和No Separation类型的线性接触，Pinball区域则起到另外一种作用，即：初始位于Pinball以内才实际发生接触，而位于Pinball以外则不发生接触。