7 接触分析实例

河南工业大学机电学院,CAE,技术基础,接触分析实例,本章学习内容,1.,接触问题简介,2.,实例分析,3.,接触分析中的主要问题,CAE,技术基础,接触分析,-,接触分析简介,什么是接触,?,当两个实体接触时，力通过它们的公共表面传递。,在某些情况下，只传递垂直接触表面的力。,如果存在摩擦，沿接触表面的切向传递有限的切,向力。沿接触表面，摩擦力导致剪切应力。,一般目标：确定接触面积和传递的应力。,接触是严重不连续形式的非线性行为,。,或者施加约束（表面不可以互相穿透），或者忽略约束。,接触分析,-,接触分析简介,接触分析的意义,在工程技术中, 接触问题的应用十分普遍。主要是如下3,大类问题,：,第一类,是接触应力造成表面,或深层的破裂会引起机器或工程破坏的事故,如轴承、齿轮、滚珠等表面剥落。这时应用接触问题的理论目的是为了要减少这种破裂以避免事故,;,接触分析,-,接触分析简介,第二类,利用接触应力进行加工,如轧钢机的轧滚,压力加工的冲头与模具的设计,都要利用接触问题理论结果使被加工物件易于变形,而加工工具却十分耐用,;,第三类,是碰撞问题,车船飞机的碰撞可以看为一类特殊的接触问题。例如高速飞机和空中的飞鸟相撞会引起严重的结构破坏而造成空难,。,接触分析,-,接触分析简介,非线性问题简介,材料非线性：,应力应变关系为非线性；,几何非线性：,位移的大小对结构非线性，包括大位移、大转动、初始应力、几何刚性化和突然翻转等问题。,边界条件非线性（接触非线性）：,边界条件在分析的过程中发生变化，也就是边界条件不是在计算的开始就可以全部给出，而是在计算过程中确定，如接触体之间的接触面积和压力分布随外载荷变化。,接触分析,-,接触分析简介,非线性问题简介,接触分析,-,接触分析简介,接触分析,-,接触分析简介,接触非线性问题,接触问题是属于,最困难的非线性问题之一,，因为在接触问题中的响应是不平滑的。,当发生瞬时接触时，垂直于接触界面的速度是瞬时不连续的。,在接触界面上，需要增加动力学和运动学的条件。,关键条件是,不可侵彻性条件,：即两个物体不能互相侵入的条件，不可侵彻性不能表示为一个简单的方程，所以，发展了几种简单的方法。其中两个基于最近点映射的形式：,1,）显式动态问题适用的率形式；,2,）主要适用于隐式方法的平衡解答。,此外，经典的,Coulomb,摩擦模型和界面本构模型。,在电子工业中，为了评估产品的耐久性，仿真分析正代替跌落试验。,电子产品跌落模拟,接触分析,-,接触分析简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,它在每个增量步开始检查所有接触相互作用状态,以建立从属节点是开放还是闭合。,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,在,ABAQUS/ Standard,中的接触模型或者是基于表面或者是基于接触单元。,首先,必须判断模型部件上哪一对表面可能发生彼此接触,然后,创建可能发生接触的接触对。最后,定义,控制各接触面之间相互作用的本构模型。在接触分析过程中,如要使计算收敛,需要注意多种因素,如接触面单元网格、足够的约束条件、合理的定义接触面、接触参数等。,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,什么是约束？,约束允许模型在节点之间传递运动关系,相反的，装配约束仅仅是定义各部件之间的初始位置,例如,:,绑定约束,Tie,多点约束,MPC,壳,-,实体的耦合,Shell-to-solid coupling,刚体约束等,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,接触分析简介,接触（,interaction,）模块简介,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,接触分析,-,实例,