輪軌接觸分析
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-26
輪軌接觸分析的視頻教程
ABAQUS輪軌真正滾動接觸分析
在實際工程中，無論是要得到精確的輪軌作用力，還是比較細化的輪軌接觸分析，都需要用有限元進行計算。 Abaqus由于其在模擬非線性特別是接觸上具有優勢，因此我決定錄制一個課程，針對鐵路輪軌的問題，使得課 程內容主要是教會大家建立動車組輪軌滾動接觸的三維模型。
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輪軌滾動接觸應力仿真分析全流程 ABAQUS、ANSYS、Hypermesh、SolidWorks聯合仿真
利用ABAQUS與ANSYS軟件建立輪軌的接觸模型：網格模型導入、定義輪軌接觸、添加約束和載荷，進行靜力學分析和動力學分析、對計算結果進行查看，提取應力數據（接觸應力、接觸斑、Mises應力、周向/軸向切應力）。 本視頻講解的較為細致，尤其適合鐵路輪軌接觸分析及ABAQUS、ANSYS、Hypermesh、SolidWorks聯合仿真的初學者，視頻時長充足。
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輪軌接觸分析的實例教程
<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態滾動接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對直線半輪對情況。利用該模型已經詳細開展了大量的輪軌滾動仿真，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）道岔瞬態沖擊振動；3）單點-兩點接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動接觸力學行為、磨耗和疲勞損傷問題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強非線性接觸、材料塑性本構、CAE界面操作等方面具有顯著的優勢，但是當下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態滾動接觸模型仍存在很多問題，比如：<strong>輪軌力不穩定、車輪網格沙漏引起畸變、牽引/制動模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當等</strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經驗角度，分享輪軌滾動接觸有限元建模時可能面臨的問題，如有不當，還歡迎批評指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態滾動接觸有限元模型中，由于車輪具有較高的滾動速度，使得車輪瞬態滾動時對系統激擾較大，輪軌接觸力穩定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態滾動接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車輪在重力場下的輪軌靜態位移和應力場結果，然后將其導入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車輪滾動。以下分別介紹這兩個模型及其之間的關聯。
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Simpack接觸方法介紹
Simpack輪軌接觸有兩種方法，即標準: 等效彈性接觸和高級: 離散彈性接觸，分別對其介紹如下。
標準: 等效彈性接觸Equivalent elastic
這種方法把實際接觸斑形狀轉換為等效橢圓。橢圓接觸斑的數量沒有限制，能得到赫茲法向力、蠕變力等數據，使用橢圓接觸斑仿真速度快，但失去了部分準確性。
使用Simpack模板建立的輪軌模型，默認使用Equivalent elastic接觸方法。
高級: 離散彈性接觸Discrete elastic
該方法使用實際接觸斑形狀用于法向和切向力計算。通常仿真速度較慢但更精確，尤其是在踏面和輪緣之間的過渡位置。
展開 這里以python提取輪軌接觸時的法向力和切向力結果為例，進行說明：
#- -coding: UTF-8-*-
from abaqus import *
from odbAccess import *
from abaqusConstants import *
from caeModules import *
from driverUtils import executeOnCaeStartup
from odbAccess import *
from caeModules import *
import random
import math
import os
odb=openOdb(r"D:\*******.odb")
file_CNORMF_WHEEL=open('CNORMF_WHEEL.txt','w')
file_CNORMF_RAIL=open('CNORMF_RAIL.txt','w')
file_CSHEARF_WHEEL=open('CSHEARF_WHEEL.txt','w')
file_CSHEARF_RAIL=open('CSHEARF_RAIL.txt','w')
file_FSLIPR_SLIPEQ_WHEEL=open('FSLIPR_SLIPEQ_WHEEL.txt','w')
file_FSLIPR_SLIPEQ_RAIL=open('FSLIPR_SLIPEQ_RAIL.txt','w')
step1=odb.steps['Step-1']
allFrames=step1.frames
展開 基于matlab的帶有gui的輪軌接觸幾何計算程序,根據不同的踏面和軌頭，計算不同橫移量下面的接觸點位置。程序已調通，可直接運行。
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
有限滑動接觸公式，但是，在ABAQUS/Standard中的二維有限滑動公式要求主控表面是光滑的，而在ABAQUS/Explicit的主控表面是由面元構成的，除非是光滑的解析剛性表面。
· ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都提供了
小滑移接觸公式，但是在ABAQUS/Standard中的小滑移公式根據從屬節點的當前位置向主控節點傳遞載荷，ABAQUS/Explicit總是通過固定點（anchor point）傳遞載荷。
· ABAQUS/Explicit在接觸邏輯中可以考慮殼和膜的當前厚度和中面偏移，而ABAQUS/Standard不能夠做到。
· ABAQUS/Explicit
通用接觸算法的許多優勢在ABAQUS/Standard中是不具備的。
由于以上差異，所以在一個ABAQUS/Standard分析中定義的接觸不能導入一個ABAQUS/Explicit分析中，反之亦然。
九、小結
· 接觸分析需要一個謹慎的、邏輯的方法。如果必要，將分析過程分解成幾個步驟，并緩慢地施加載荷以保證建立良好的接觸條件。
· 一般地，在ABAQUS/Standard中，對每一部分的分析最好采用不同的分析步，即便僅僅是將邊界條件改為加載總是會發現最后所使用的分析步數目要比預期的多，但是模型應該是收斂得更容易。如果在一個分析步中試圖施加上所有的載荷，那么接觸分析是難以完成的。
· 在對結構施加工作載荷之前，在ABAQUS/Standard中的所有部件之間取得穩定的接觸條件。
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輪軌接觸分析的最新內容
現代塑料產品設計為了追求功能集成與美觀，模具結構變得日益復雜。對嵌入件（Part Insert）而言，前處理—特別是網格制作—面臨巨大挑戰。多材質射出成型（Multi-Component Molding，MCM）模擬最困難的地方在于不同材質（如雙色模、金屬嵌件）之間的接觸面處理，其模擬的準確度往往取決于組件交界面的處理。
以往工程師常面臨兩難：選擇非匹配網格（Non-matching Mesh
綁定、無摩擦與摩擦接觸的對比分析1個月前
概述：
接觸是應力分析中的關鍵因素。選擇正確類型的接觸對應力分析的成功至關重要。本案例比較了使用不同類型接觸的模擬結果:粘結接觸、摩擦接觸和無摩擦接觸。結果強調了選擇真實接觸類型的重要性。
目標：
1、比較粘結、無摩擦和摩擦接觸
2、理解選擇正確接觸類型的重要性
步驟：
對梁柱節點建模，考慮梁與柱之間的摩擦接觸
1、打開Ansys Workbench，創建一個
Moldex3D Studio提供使用者便利的網格編修相關功能，能產生客制化的網格分布。使用者可使用Moldex3D預設網格參數來建立網格，此方式能大幅降低模型網格化的人工時間，不過，在個別情形下，亦提供使用者各類工具進行網格編修，進一步優化網格品質，使建模流程更加友善。
Moldex3D新增功能讓用戶于建模時能更客制化的生成所需網格，如更方便的撒點設定、自動替換接觸面表面網格、更彈性的進階表面網格生成參數
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習銷軸的三維模型處理
2、學習銷軸非線性接觸相關的接觸設置
3、學習靜力學分析步的建立
4、學習銷軸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 銷軸非線性接觸靜力學分析
接觸靜力分析收斂的解決方案《案例》10個月前
1、2D形式的卡扣幾何模型參考寫好的py程序，自行下載嘗試體驗。
2、本示例卡扣公母配合進行卡扣力分析，左端面一側綁定rp參考點，并向右20mm推進距離，右端一側固定。
3、使用abaqus靜力分析工況，計算時間1s，初始增量步0.05s，最小增量步1e-10s，最大增量步0.1s。
4、計算容易出現不收斂現象，通常計算到關鍵時候，由于無法繼續迭代，導致分析沒能繼續進行出現發散。
還在為復雜仿真任務耗費重金購置硬件？
仿真軟件部署繁復困難？
今天帶你解鎖工業仿真的全新打開方式——
SimForge?高性能仿真云平臺，
邀您開展Abaqus仿真計算！
前處理→求解→后處理，
1個視頻，
用“物品接觸穿透模擬分析”案例，
帶您從0開啟全流程高性能仿真云端實戰！
視頻教程
<p>靜力學強度分析中，</p><p>經常會遇到結構初始不接觸，會導致計算報<strong>剛體位移</strong>；</p><p>或者自己裝配時<strong>初始穿透</strong>，這個穿透是不需要的；</p><p>還有就是過盈配合，模型初始穿透是需要的；</p><p>還有就是摩擦系數設置不合理，導致收斂困難；</p><p>還有就是動態不穩定，就比如插銷脫離瞬間；</p><p>等等</p>
（添加V：fwz0703）
某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
1.分析目標
電氣設備開關類產品或接觸器在電力系統中承擔著控制電路通斷的重要任務。當接觸器觸頭斷開電路時，會產生電弧。電弧的存在不僅會影響接觸器的正常工作，還可能導致觸頭材料燒蝕，降低接觸器的可靠性和電壽命。因此，研究接觸器觸頭電弧運動特性，對接觸器的設計與改進至關重要。
<p>Abaqus官方幫助文檔中關于sph粒子的接觸設置并不十分明確，只提到了會在將網格轉化為sph粒子時生成一個內部的surface集合進而定義接觸。而直接定義通用接觸的默認設置，即All* with self，則sph粒子僅能與實體單元外表面的一層接觸，表面侵蝕后，內部單元不再與sph粒子接觸。如圖所示：</p><div contenteditable="false" width="100%">
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習赫茲接觸的二維模型處理
2、學習赫茲非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜力學分析步的建立
4、學習赫茲接觸靜力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench
