關于摩擦接觸分析
? 兩個接觸體的切向滑動可能是無摩擦的,但也可能需要考慮摩擦.
– 無摩擦時兩物體相對滑動而沒有任何阻力.
– 存在摩擦時,兩物體間會產(chǎn)生剪應力.
? 摩擦消耗能量, 因此是與路徑相關的行為.
– 載荷的加載方式應該和實際情況相同.
– 時間步越小越精確.
注意,和塑性分析不同,自動時間步長不考慮摩擦響應的增加.
? 摩擦是一種復雜的物理現(xiàn)象,它是以下參數(shù)的函數(shù):
– 接觸材料 (包括潤滑劑).
– 表面粗糙度.
– 溫度.
– 摩擦物體間的相對速度.
? 摩擦中包括的復雜原理只能在數(shù)值上取得近似解.
– 實際上,即使在一個十分簡單的摩擦力試驗中施加固定的壓力,其位移-力響應曲線也十分的不規(guī)則:
? 在ANSYS中, 使用Coulomb模型施加摩擦力, 并考慮了剪切摩擦力和粘合力效應.
? Coulomb 法則要滿足如下關系式:
– 其中u 為摩擦系數(shù).
? 如果FT 超出的話, 兩個物體會產(chǎn)生相對滑動.
彈性Coulomb 模型: 允許粘合和滑移兩物體都存在反向剪切力(TAU)粘合條件: Ft < m Fn;滑移條件: Ft > m Fn或 TAU >TAUMAX;其中: TAU 為剪應力TAUMAX缺省值為1e20
? 彈性 Coulomb 模型: 允許粘合和滑移
? 一些單元使用實常數(shù)來定義TAUMAX.
? 彈性 Coulomb 模型: 允許粘合和滑移
– 粘合區(qū)域被視作彈性處理,切向剛度為KT
– 切向剛度和法向剛度類似 :剛度越大精度越高, 剛度越小則越容易收斂.
? 用戶可指定KT的值,或使用程序指定的值(KT =1% KN)
? 剛性Coulomb 模型:
? 接觸無“粘合”
– 該模型僅適合模型在某固定方向連續(xù)滑動時.
? 例如使用研磨輪對部件進行成型加工時.
– u = 0處的不連續(xù)等效于無窮大的剛度值.如果滑動停止或方向改變,則會出現(xiàn)收斂困難.
? 在Coulomb模型中,隨著法向壓力的增大,傳遞的最大剪應力也隨之增大.
? 當然,接觸面之間的剪切屈服限制了其剪應力的大小.
? 在某些情況下,接觸表面粘合在一起,即使沒有法向壓力的作用也能提供滑移阻力.
? ANSYS中的一些單元能夠模擬這種現(xiàn)象(使用粘合力COHE).
? 摩擦系數(shù):
? 對于所有的 ANSYS 接觸單元, 摩擦系數(shù) m通過材料屬性MU來指定 . (缺省時 m = 0)
? 滑動時的摩擦系數(shù) m比靜止時的小.
– 滑動時: 動摩擦系數(shù).
– 靜止時: 靜摩擦系數(shù).
? 面-面單元 (171-174)和點-面單元(175)可以指定一個和表面滑動速度相關的動摩擦系數(shù).
? 定義摩擦系數(shù)的方程如下:
其中:
? MU = 動摩擦系數(shù) (用戶定義)
? FACT = MUS/MU (靜態(tài)摩擦系數(shù)與動摩擦系數(shù)之比)
? MUS = 靜摩擦系數(shù)
? DC= 衰減系數(shù) (用戶定義)
? Vrel=表面間滑動的相對速度
? 缺省值: FACT = 1, MUS=MUK=0 DC=0
動摩擦系數(shù)和表面速度相關,這使得靜動態(tài)之間平滑過度
工程師必備
- 項目客服
- 培訓客服
- 平臺客服
TOP




















