在有限元分析中接触也是一种非线性问题，接触在力学过程中常常同时涉及三种非线性：大变形引起的材料非线性（详见《Hyperworks Optistruct中的弹塑性非线性材料模型理论基础》）、几何非线性（详见《使用Hyperworks Optistruct进行几何非线性求解》）以及接触界面的非线性。接触界面的非线性有两个方面：一是，接触界面的区域大小和相互位置以及接触状态不仅事先都是未知的，而且是随时间变化的，需要在求解过程中确定；二是，接触条件的非线性（单边不等式约束，强非线性），主要有以下三个方面：

1）接触物体不可互相侵入；

2）接触力的法向分量只能是压力；

3）切向接触的摩擦条件。

本文将介绍Hyperworks的Optistruct求解器接触非线性分析的法向接触条件。

1、不可互相侵入（运动学条件）

对于在接触表面的任意点，接触面不可互相侵入，当两个物体发生接触时，它们或者保持接触，或者脱离。

2、法向接触力为压力（动力学条件）

接触面的动力学条件是在不考虑接触面间的粘附或冷焊的情况下，法向接触力为压力。在Hyperworks的OptiStruct求解器中可设置法向分离或法向不分离接触。即法向接触力为压力或接触面间可传递拉力，由PCONT中SEPARATION参数控制。

3、接触点对的搜索——接触离散

OptiStruct中提供两种接触方式：N2S和S2S。

1）N2S

对于每个从节点，寻找一个主面，该从节点可通过主面的法向投影至主面上。找到主面后在从节点、主面间建立接触单元，类似于GAP单元。每一个接触单元有唯一的一个从节点，两个接触单元的从节点肯定不一样，但是主面可能相同。

2）S2S

对每一个从节点查找相邻的面。在每一个从节点相邻的面上选择样本点（高斯点），采用N2S的方法查找相应的主面。在从面和主面之间建立接触单元。不同的S2S接触单元有不同的从节点，不同的接触单元间可共享一个或多个从面。

3）接触的转换

N2S和S2S的转换规则相同。对于小滑移，在内部直接转换为CGAPG单元。设置CONTPRM CONTGAP YES，产生*.contgap.fem文件，可导入到Hypermesh中查看GAP单元。对于大滑移，在内部转换为不同于CGAPG的单元。设置CONTPRM CONTOUT YES，产生*.contout.fem文件，在当前模型中导入该文件，可查看RBE3+PLOTEL显示的接触单元。

4）注意事项

a）N2S中为防止发生主面过多的侵入从面，从面上的网格应当细化以适应主面的形状。S2S点对主从面的选择相对不敏感。

b）S2S比N2S计算量大，但接触力更光滑，易收敛。

c）当从面是节点集合（SET）时，必须采用N2S；当从面为实体单元集（SET）时，建议采用N2S；如果从面是实体单元面（SURF），可采用S2S；当主从面存在尖⻆，建议采用N2S，或将存在尖⻆的面拆分为多个面，建立多个S2S接触。