接觸應力的案例
Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 齒輪的精確建模及其接觸應力有限元分析
現代機械-2005年 01期-UG-齒輪的精確建模及其接觸應力有限元分析
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齒輪的精確建模及其接觸應力有限元分析
現代機械-2005年 01期-UG-齒輪的精確建模及其接觸應力有限元分析<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-09-25 16:07:30被IF_THEN評為1星級，為發貼者加分20。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
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展開 基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析
基于ANSYS有限元軟件的直齒輪接觸應力分析<P><BLOCKQUOTE>
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</BLOCKQUOTE></P><BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-08-10 14:36:53被卡內基評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
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ProE基于精確模型的斜齒輪接觸應力有限元分析
機械科學與技術-2003年 02期--ProE基于精確模型的斜齒輪接觸應力有限元分析
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ProE基于精確模型的斜齒輪接觸應力有限元分析
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文獻分享 | 使用 ANSYS Workbench 對涂有木質涂層的直齒輪進行接觸應力分析
齒輪 2 的方向變形
對于涂層齒輪來說，法向應力是一個令人印象深刻的參數，如圖 8所示。結果表明，涂層齒輪和未涂層齒輪表現出相同的法向應力。
圖8 . 齒輪 2 的法向應力
配對齒輪2的等效應力如圖9所示。這表明只有涂層齒輪在配合表面上具有更大的價值，顯示了涂層齒輪的令人印象深刻的價值。綠色表示與未涂層齒輪相比接觸應力水平較低。
圖9 . 齒輪 2 的等效應力
圖10顯示了齒輪 3 的法向應力。它的涂層厚度為 36 μm，顯示了令人印象深刻的法向應力水平。增加涂層厚度可以減少正齒輪配合時的接觸應力。
圖10. 齒輪 3 的法向應力
圖11顯示了涂層 36 μm 齒輪的等效應力。在提高涂層厚度的同時給出令人印象深刻的結果，可以更大程度地降低等效應力。較厚的涂層齒輪可減少等效應力。上述分析顯示了涂層齒輪與普通齒輪的參數對比。涂層齒輪顯示接觸應力、等效應力和總變形，其值較低。對于重型應用，36 μm 涂層齒輪適合高速度和高性能。
圖11. 齒輪 3 的等效應力
5.2 . 根圓角半徑修改結果
與未涂層齒輪相比，涂層齒輪的總變形減少，如圖 12所示。未涂層齒輪的總變形更大，通過增加涂層厚度，總變形水平降低至36 μm；高于此水平，涂層厚度不會顯示出太大的影響。正常；作用在齒輪上的應力如圖13所示。與未涂層齒輪相比，法向應力較低。
展開 Simpack技巧之接觸應力分布查看 ￥5
0 前言
Simpack中提供了多種輪軌接觸計算方法，通過相應的設置即可輸出輪軌接觸應力并在結果中查看。
1 基本設置
平面應變單元CPE4R齒輪傳動接觸應力計算 ￥49.9
厚齒輪的應力符合平面應變狀態，可以采用平面應變單元CPE4R來進行快速接觸應力計算。
在sketch模塊建立非對稱結構齒輪的草圖，然后建立part，并在assembly模塊進行裝配。
非對稱齒輪草圖
齒輪裝配體
通過適當的結構設計，非對稱齒輪可以在定速轉動的情況下獲得按某規律的變化轉速，在工程上經常會用到。
非對稱齒輪傳動分析結果
非對稱齒輪應力云圖
非對稱齒輪齒合區域局部應力云圖
做一個超越離合器滾柱接觸應力的分析
Moxing.rar
做一個超越離合器滾柱與內環凸輪以及外環齒輪的接觸有限元分析，加載和約束都沒有什么問題，可能是因為網格的劃分不正確，導致仿真失真。
首先這是分析的簡化模型 上端是外環齒輪的一部分，中間是滾柱(滾柱中心打有一個空，目的是減緩兩端的邊緣應力效應)，最下面就是內環凸輪。
現在仿真出來以后失真了，失真情況是按照赫茲理論，下部分的接觸應力要比上部分的大，但分析出來上面的大，后來我發現是網格劃分的原因，因為我的接觸區域網格還不夠細，所以我就分區劃網格，但是小弟分區劃網格的技術還不成熟，因此劃分出來分析出來的結果也不是很理想，但是至少可以保證應力下面比上面大，但是應力的值不夠接近理論值，按照常理計算出來應該在1400Mpa左右比較好。小弟把模型上傳了，模型邊界條件都設置好了，但是網格還沒有劃分，接觸區域的網格估計要劃到0.2mm或者0.3mm。望高手指點，如果我其他地方還有問題，請您多多指正。
展開 魚雷楔環連接結構接觸應力數值模擬
圖5 彎矩圖
圖6 模型加載圖
2.4.2 材料特性
魚雷殼體材料的彈性模量 E=7×104MPa，泊松比μ =0.3，名義屈服應力σ0.2=245MPa。楔環材料的彈性模量E=7×104MPa，泊松比μ=0.3，名義屈服應力σ0.2=343MPa。
2.5 接觸條件的設置及其算法的選擇
2.5.1 接觸條件的設置
魚雷段間楔環連接的強度分析是接觸分析，屬于狀態非線性問題。對于接觸問題，接觸單元的設置和接觸方式的選擇對于計算結果的準確性至關重要。接觸對單元的定義分為目標面和接觸面兩部分，此處目標面采用TARGE170 單元，接觸面采用CONTAC174 單元。ANSYS Workbench 有五種接觸設置，由于魚雷殼體與楔環之間的相對滑動很小，故選擇Frictional 接觸方式。
2.5.2 算法的選擇
ANSYS Workbench 有四種處理接觸問題的算法可供選擇，分別是Pure Penalty 法﹑MPC 法﹑Normal Lagrange 法和Augmented Lagrange 法。本分析需關注連接開孔處的應力，因而選擇Pure Penalty 法。Pure Penalty 法是求解接觸問題的經典方法，該方法將接觸區域的非嵌入等條件作為懲罰量引入接觸系統的能量泛函中，將原條件約束變分問題轉化為罰優化問題。該方法的最大優點在于引入接觸條件時并不增加系統的自由度，且不增加計算存儲量和計算量。
3 數值模擬
在建立了魚雷段間連接的有限元模型，并完成了網格劃分和邊界條件設置之后，由ANSYS Workbench 求解得到的接觸應力分析結果如圖7和圖8所示，為等效應力的等值云圖。
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內馬爾遭10次犯規 - 有限元助力膝關節保護及傷后恢復
無論是雙腳站立還是單腳站立情況，半月板所受的接觸應力都是最大的，股骨軟骨所受的接觸應力最小，脛骨軟骨搜手的接觸應力位于兩者之間。
表2：單腿站立膝關節軟骨、半月板接觸應力比較
3、半月板對膝關節承載能力的影響
從圖7中可以看出，在無半月板時股骨軟骨受到的最大接觸應力為1.99MPa，脛骨軟骨收到的最大接觸應力為2.29MPa。股骨軟骨和脛骨軟骨收到的接觸應力大于包含半月板時收到的應力，接觸應力分布相對較集中，其余部位并沒有產生應力，在應力較集中的位置軟骨容易磨損。
圖7：單腿站立，無半月板股骨軟骨、脛骨軟骨接觸應力分布
由此可知，半月板在膝關節受力傳導中扮演了重要角色。在正常關節中，載荷由半月板和軟骨共同傳到；在半月板磨損或缺失的情況下，載荷主要由關節軟骨進行傳導，這就增大了關鍵軟骨的磨損風險。膝關節中半月板磨損或缺失會導致關節內部載荷傳導發證變化，導致應力分布不均，造成關節疾病的進一步惡化。
結論
膝關節股骨軟骨、脛骨軟骨以及半月板，均是內側受力較大易磨損；半月板內緣出所受接觸應力相對較大，導致內緣容易磨損，這與臨床圖片統計一致。接觸應力中，數值從大到小的順序依次為，半月板，脛骨軟骨和股骨軟骨。膝關節單腳支撐時的受力要大于雙足站立時受力。膝關節中半月板磨損或缺失會導致關節內部載荷傳導發生變化，導致應力分布不均，造成關節疾病的進一步惡化。
展開 赫茲接觸計算公式
當兩個非協調固體接觸的時候，它們最初是在一個點或一條線上接觸。在微小的載荷作用下，它們在最初的接觸點附近發生變形，致使它們在一個有限的區域上接觸，盡管這區域比起兩物體尺寸來說是很小的。
對兩個彈性體接觸處應力狀態的令人滿意的分析，是由赫茲首先提出的。
1.赫茲彈性接觸理論
1.1.假設條件
1）材料是均勻的、各向同性的、完全彈性的；
2）接觸表面的摩擦力可以忽略不計（即作用力與接觸面垂直）；
3）接觸表面是理想的光滑表面，接觸區的尺寸遠小于物體的尺寸；
4）小應變。
1.2.應用的三個基本原理
1.2.1.變形方程
1）點接觸物體受力后其接觸表面為橢圓；
2）線接觸物體受力后其接觸表面為矩形；
3）兩個接觸物體的變形符合變形連續條件。
1.2.2.物理方程
由于材料處于彈性階段且服從胡克定律，因此接觸表面上的應力的變化規律與接觸體的應變成線性關系，在應變最大的接觸表面中心壓應力最大。Hertz假設接觸表面的壓應力分布為半橢圓體。
1.2.3.靜力平衡方程
根據接觸表面壓應力分布規律求得表面接觸壓力所組成的合力應等于外加載荷。
1.3.赫茲接觸應力公式
1.3.1.線接觸（單位長度上載荷P）
半接觸寬度，
平均接觸應力，
最大接觸應力，
1.3.2.圓形點接觸（載荷P）
接觸圓半徑，
壓縮量，
平均接觸應力，
最大接觸應力，
1.3.3.橢圓形點接觸（載荷P）
平均接觸應力，
最大接觸應力，
2.典型接觸物體計算公式
2.1.圓形點接觸
2.1.1.接觸面半寬
2.1.2.最大接觸應力
平均接觸應力為F/πc2；最大接觸應力為平均接觸應力的1.5倍。
展開 使用 ANSYS 分析內燃機凸輪和從動組件的摩擦學參數
在本次模擬中，凸輪旋轉了 225°，我們沒有進行 360° 旋轉的模擬，因為凸輪的上部是球形的，因此對于恒定的半徑，應力將是恒定的。為了減少計算時間，我們對225°進行了分析，即凸輪將旋轉225°，并且其間必須達到最大赫茲接觸應力和接觸壓力的值。計算時間或模擬結束時間的計算如下，
凸輪旋轉速度：2,000 RPM。
輸入角度 = 225°
這意味著我們的模擬將運行 0.01875 秒。
Result and discussion
4 Result and discussiom
結果和討論
接觸力學的兩個重要參數是赫茲接觸應力和接觸壓力。[9]當兩個曲面接觸并由于施加的載荷而逐漸變形時產生的局部應力稱為赫茲接觸應力。而典型載荷（接觸力）與實際接觸面積的比值就是接觸壓力。接觸應力是由于壓力而產生的。由于仿真時間很短，因此在ANSYS中進行靜態結構分析。我們的研究重點是摩擦學參數，因此顯示了接觸區域的模擬結果。與該研究相關的所有結果和討論如下。
4.1 . 赫茲接觸應力
圖3.1b. 凸輪與從動件接觸處嚙合
4.2 . 接觸壓力
表3給出了從ANSYS軟件獲得的參數的比較值。圖4.1a顯示結構鋼材料的赫茲接觸應力最大值為9.89 MPa。
展開 基于AutoForm分析零件成形時沖擊線的控制方法
但并不是凹模成形圓角所流過的區域都會產生沖擊線，需要考慮材料表面的最大接觸應力，并結合其他參數進行判斷。
2 最大接觸應力及反彎曲應變
最大接觸應力反映了在整個成形過程中，凹模圓角或凸模圓角加載在板料上的最大法向接觸應力，如圖3所示。接觸應力過大會導致板件開裂，也可能導致劃傷，即沖擊線，影響零件的表面質量。
圖3 最大接觸應力示意圖
最大接觸應力的默認值為40MPa，通過默認值可以查看沖擊線產生的區域范圍，在此變量的顯示下，凸模圓角產生的最大接觸應力也會顯示在板件上，但因其未滑過圓角且在反面，不會產生沖擊線。
反彎曲應變是成形過程中曲率的減小，其值是成形過程中最大曲率減去當前曲率，再乘以料厚的一半，即反彎曲應變=（最大曲率-當前曲率）×料厚/2，只要曲率一直保持增長，其反彎曲應變為0，一旦曲率減小，反彎曲應變將會顯示出相應的差值。
反彎曲應變為無單位參數，通過軟件在結果設置中勾選，在CAE結果中查看，其默認上限值為0.05，超過0.05可以看到沖擊線流過的區域。
應用實例
1 沖擊線問題工藝方案設計
前期未對工藝方案中的沖擊線進行管控及評估，如圖4所示，零件深色區域為整車外觀的B面，即舉升門開啟后的外觀可見面。流水槽零件如圖5所示，材質為CR340，料厚0.75mm。
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