接觸力學(xué)
關(guān)注創(chuàng)建者：蜻蜓飛飛 創(chuàng)建時(shí)間：2019-04-03
接觸力學(xué)的視頻教程
Abaqus在石油鉆井領(lǐng)域的應(yīng)用——鉆頭破巖分析
其巖土力學(xué)模塊能再現(xiàn)PDC鉆齒與頁巖/碳酸鹽巖的相互作用，為鉆頭選型與參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。在定向鉆井中，Abaqus可評(píng)估造斜工具與地層的接觸力學(xué)特性，預(yù)測(cè)井眼清潔效率。 此外，在高溫地?zé)峋吞烊粴馑衔镢@井中，該軟件能耦合熱-流-固多場(chǎng)效應(yīng)，為特殊工況下的鉆井安全提供數(shù)值實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，顯著降低現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)成本并提升復(fù)雜地層鉆井方案的可靠性。
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接觸力學(xué)的實(shí)例教程
結(jié)果和結(jié)論
樣本表面無明顯變形、壓痕與裂紋，夾持處果肉室溫靜置 24 h 后無明顯的顏色變化和傷痕，最大夾持力遠(yuǎn)小于成熟番木瓜橫徑方向受壓彈性變形階段壓力極限值；質(zhì)量和摘取扭轉(zhuǎn)力矩與橫徑、縱徑、果柄長(zhǎng)度、果柄扭斷直徑有密切依存關(guān)系，質(zhì)量多元線性回歸達(dá)極顯著水平，扭轉(zhuǎn)力矩多元線性回歸達(dá)顯著水平；依據(jù)接觸力學(xué)模型和回歸模型計(jì)算的理論夾持力與測(cè)量夾持力對(duì)比，測(cè)量夾持力均高于理論夾持力，兩者最大偏差小于20%，兩者在趨勢(shì)上具有較好一致性。摘取方案能穩(wěn)定無損傷摘取番木瓜，摘取接觸力學(xué)模型具有正確性與實(shí)用性，可為番木瓜摘取末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與力度控制提供依據(jù)。
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展開 在微納米尺度下，材料的表面形貌和表面相互作用極大地影響了材料的吸附接觸行為，發(fā)展吸附接觸力學(xué)理論對(duì)生物力學(xué)、微納米機(jī)電和原子力顯微鏡等眾多領(lǐng)域都具有重要的基礎(chǔ)意義。近期，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)工程科學(xué)學(xué)院、中國(guó)科學(xué)院材料力學(xué)行為和設(shè)計(jì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室鄭志軍研究組在粗糙表面的彈性吸附接觸力學(xué)方面取得新進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)表面粗糙度可以改變接觸界面的強(qiáng)度和吸附模式，并揭示了界面增強(qiáng)/減弱和吸附模式轉(zhuǎn)變的力學(xué)機(jī)理。相關(guān)研究成果以“Adhesion of elastic wavy surfaces: Interface strengthening/weakening and mode transition mechanisms”為題發(fā)表在固體力學(xué)領(lǐng)域旗艦期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids (JMPS 2021;151:104402)上。
自然界中許多現(xiàn)象與粗糙表面吸附接觸問題密切相關(guān)，如昆蟲吸附在物體表面、壁虎在墻壁上行走、細(xì)胞吸附探針或其它細(xì)胞、噬菌體侵染大腸桿菌。理想光滑表面并不存在，實(shí)際表面都是粗糙的，表面粗糙度對(duì)材料吸附行為的影響存在著持久性爭(zhēng)議，力學(xué)機(jī)理尚不明晰。2007年，美國(guó)布朗大學(xué)Guduru教授及其合作者將經(jīng)典的JKR理論推廣用于研究波浪形粗糙表面的吸附接觸問題（后來被稱為Guduru問題，圖1），認(rèn)為表面粗糙度使材料界面得到增強(qiáng)，并指出其機(jī)理為表面粗糙度引起了載荷-位移曲線的振蕩，增大了分離界面所需要的拔出力。然而，Guduru的結(jié)果導(dǎo)致拔出力與粗糙度正相關(guān)的悖論，無法解釋那些表面粗糙度減弱吸附的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
展開 頁數(shù) 237 字?jǐn)?shù) 430千字 開本 16 裝幀 精裝
本書從彈一塑性力學(xué)和接觸力學(xué)的基本概念和理論出發(fā)，建立錨固一接觸力學(xué)的理論框架和有限元格式，給出有限元數(shù)值計(jì)算和分析的方法；結(jié)合錨具和構(gòu)件的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，以及土木和水利工程的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)實(shí)際問題，給出錨具設(shè)計(jì)和工程錨固的具體例題。本書的目的是使讀者在理論上可學(xué)、實(shí)驗(yàn)上可信和設(shè)計(jì)上可用。
本書可供從事預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)科研、設(shè)計(jì)和施工的工程技術(shù)人員及高等院校土木和水利工程專業(yè)的教師和研究生等參考。
軟物質(zhì)濕滑材料在受力剪切條件下通常會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的彈性變形，這不僅對(duì)滑動(dòng)界面實(shí)現(xiàn)低摩擦狀態(tài)不利，而且會(huì)引起材料力學(xué)疲勞甚至結(jié)構(gòu)破壞，加速磨損的產(chǎn)生。在確保界面高度水化的條件下，如何抵制軟物質(zhì)材料的彈性變形，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、承載和抗磨的統(tǒng)一，對(duì)于認(rèn)識(shí)界面接觸力學(xué)與潤(rùn)滑行為的科學(xué)關(guān)系以及開發(fā)仿生智能軟體機(jī)器人具有重要意義。
自然界中，很多生物體的軟組織或器官進(jìn)化出了具有力學(xué)模量動(dòng)態(tài)可調(diào)控特征的先進(jìn)機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)界面接觸狀態(tài)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)變，以滿足運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)不同界面摩擦/潤(rùn)滑量級(jí)的需求。以鯰魚為例，其表面通常展現(xiàn)出濕滑的特性（親水的天然大分子層），在我們意識(shí)里面應(yīng)該很難抓住它。事實(shí)上，在鯰魚處于平靜狀態(tài)時(shí)，我們?nèi)匀荒軌蚝苋菀椎赜檬肿プ∷Ｈ欢坏T魚發(fā)生掙扎，其將很容易從我們手中掙脫掉；此時(shí)，我們會(huì)感觸到魚皮表面進(jìn)入了一種硬化和超滑的狀態(tài)；這主要是因?yàn)轹T魚受到外界刺激時(shí)，肌肉系統(tǒng)應(yīng)激發(fā)生了快速硬化，導(dǎo)致手掌和魚皮表面接觸點(diǎn)大幅度減小，摩擦力顯著降低。
最近，受鯰魚肌肉硬化觸發(fā)的潤(rùn)滑轉(zhuǎn)變行為啟發(fā)，中科院蘭州化學(xué)物理研究所周峰/麻拴紅團(tuán)隊(duì)，報(bào)告了一種新型的模量自適應(yīng)潤(rùn)滑水凝膠材料，該材料由幾十微米厚度的表面聚電解質(zhì)親水潤(rùn)滑層（模擬鯰魚濕滑的表皮）和具有熱觸發(fā)相變特征的底部水凝膠承載層（模擬鯰魚的肌肉單元）組成。科研人員通過球-盤往復(fù)滑動(dòng)摩擦測(cè)試方式驗(yàn)證了制備材料的智能潤(rùn)滑調(diào)控行為。低溫條件下，材料處于軟質(zhì)凝膠態(tài)（模量：~0.3 MPa），盡管潤(rùn)滑層處于高度水化狀態(tài)，滑動(dòng)剪切仍然會(huì)引起材料的嚴(yán)重彈性畸變，此時(shí)摩擦對(duì)偶與材料表面接觸充分，使得界面摩擦系數(shù)較大（μ~0.37）。
展開 分享2本比較經(jīng)典和介紹很詳細(xì)的教材：計(jì)算接觸力學(xué)，非線性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)，非常值得推薦一看。
Wriggers - 2006 - Computational contact mechanics.pdf
Wu 和 Gu - 2012 - Introduction to the Explicit Finite Element Method.pdf
Boulbes - 2020 - Troubleshooting Finite-Element Modeling with Abaqu.pdf
接觸力學(xué)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
接觸力學(xué)的最新內(nèi)容
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
關(guān)鍵詞：蠕變，彈塑性，θ方程，時(shí)間，高溫
什么是蠕變
學(xué)材料力學(xué)都會(huì)接觸到材料屈服，但是蠕變就未必會(huì)學(xué)。除了研究這個(gè)方向的學(xué)生，大部分人可能接觸不到。
簡(jiǎn)單理解蠕變，就是結(jié)構(gòu)在外載荷不變情況下，變形隨著時(shí)間推移而逐漸增加。
通常蠕變都會(huì)和熱關(guān)聯(lián)，高溫等惡劣服役環(huán)境下，材料性能緩慢下降，較容易產(chǎn)生蠕變的現(xiàn)象。
缺點(diǎn)：計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，計(jì)算成本高；不適用于接觸分析，接觸問題中接觸界面的復(fù)雜力學(xué)行為難以用該單元準(zhǔn)確模擬；對(duì)于不可壓縮材料（如金屬）的彈塑性分析，易產(chǎn)生體積自鎖；當(dāng)單元發(fā)生扭曲或彎曲應(yīng)力存在梯度時(shí)，可能出現(xiàn)自鎖問題。
使用注意事項(xiàng)：
不適用于接觸分析或存在大變形的場(chǎng)景。
在彈塑性分析中，避免用于不可壓縮材料，否則易發(fā)生體積自鎖。
基于ABAQUS自然髖關(guān)節(jié)步態(tài)下接觸力學(xué)仿真模型
軟件版本：ABAQUS2019
模型運(yùn)動(dòng)條件：髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋運(yùn)動(dòng)
基于ABAQUS自然膝關(guān)節(jié)步態(tài)下接觸力學(xué)仿真模型
軟件版本：ABAQUS2019
模型運(yùn)動(dòng)條件：膝關(guān)節(jié)屈曲運(yùn)動(dòng)
基于ABAQUS的人工髖關(guān)節(jié)置換假體接觸力學(xué)仿真模型
軟件版本：ABAQUS2019
模型：依據(jù)論文尺寸建立
模型運(yùn)動(dòng)條件：ISO 14242-1 2014(三個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)曲線和豎直方向的力受力曲線)
01 案例介紹
弓網(wǎng)系統(tǒng)也稱受電弓/接觸網(wǎng)系統(tǒng)，它由受電弓、接觸網(wǎng)以及兩者之間的接觸力學(xué)和運(yùn)動(dòng)關(guān)系構(gòu)成，是高鐵列車上的供電受流系統(tǒng)。受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸行為和受力情況是進(jìn)一步研究評(píng)價(jià)弓網(wǎng)可靠性的基礎(chǔ)。
Result and discussion
4 Result and discussiom
結(jié)果和討論
接觸力學(xué)的兩個(gè)重要參數(shù)是赫茲接觸應(yīng)力和接觸壓力。
(z-lib.org).pdf
Kalker - 1990 - Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contac.pdf
Lewis_Olofsson_2009_Wheel—rail interface handbook.pdf
車輛-軌道耦合動(dòng)力學(xué),翟婉明著,北京：中國(guó)鐵道出版社_10473750.pdf
接觸力學(xué)與摩擦學(xué)的原理及其應(yīng)用
分享2本比較經(jīng)典和介紹很詳細(xì)的教材：計(jì)算接觸力學(xué)，非線性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)，非常值得推薦一看。
利用該模型已經(jīng)詳細(xì)開展了大量的輪軌滾動(dòng)仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態(tài)沖擊振動(dòng)；3）單點(diǎn)-兩點(diǎn)接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機(jī)耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動(dòng)接觸力學(xué)行為、磨耗和疲勞損傷問題。
