COMSOL摩擦接觸
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-04-12
COMSOL摩擦接觸的視頻教程
Comsol的三維摩擦發(fā)電入門詳解
根據(jù)摩擦發(fā)電的原理，設置一個三維模型案例，求解了隨著極板間距變化帶來的輸出電壓變化。 以下是摩擦發(fā)電組件的空間電場分布。 詳細的可以在視頻中了解，謝謝。
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COMSOL摩擦接觸的實例教程
對于許多接觸問題，粘滑摩擦轉換是一個重要分析點。這種現(xiàn)象可以影響兩個物體的接觸區(qū)域附近的應力、應變和變形。COMSOL 軟件提供了處理此類力學接觸問題及驗證結果所需的工具。通過清晰地了解粘滑摩擦轉換及其后續(xù)影響，我們可以提高相關系統(tǒng)的安全性和能效。
機械接觸問題中的粘滑現(xiàn)象
每一天，我們都可以聽到汽車輪胎剎車或火車進站停車時發(fā)出的噪音。雖然我們很熟悉這個聲音，但對它們背后的現(xiàn)象未必清楚。
粘滑現(xiàn)象出現(xiàn)在許多應用中，例如即將停靠在站前的火車。圖片來自DozoDomo。在 CC BY-SA 2.0 許可下使用，通過 Flickr Creative Commons 分享。
粘滑是力學接觸應用中的常見現(xiàn)象，它描述當兩個表面時而彼此粘附，時而相對滑動的交替運動。當這種運動發(fā)生時，摩擦力會發(fā)生相應的變化。總的來說，這些相互作用可以影響兩個物體接觸區(qū)域周圍的應力、應變和變形，進而又影響系統(tǒng)的效率和安全性。
“案例庫”提供了一個新教程，可用于處理涉及粘滑摩擦轉換的瞬態(tài)接觸問題。讓我們來看一看模型的設置及其生成的結果。
注意：此示例目前可通過更新“案例庫”來獲得。
在 COMSOL Multiphysics? 中分析瞬態(tài)接觸問題
在此例中，模型幾何體由半管和中空軟管的截面組成。半管的過渡段長度為 50 cm，半徑約為 1 m。同時，軟管的厚度為 2 cm，半徑為 15 cm。
模型幾何。
在半管式滑道頂部釋放一根受重力載荷作用的中空軟管，其質心比水平面高 75 cm。兩個物體始終相互接觸。根據(jù)軟管的速度及其在滑道中的位置，軟管運動在滑動和滾動之間變化。我們利用指數(shù)動態(tài)庫侖摩擦模型，將摩擦系數(shù)定義為滑移速度的函數(shù)。
針對這項仿真研究，我們感興趣的值是軟管的位移和能量平衡——后者可用于驗證結果的準確性。計算時間為四秒。
展開 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(jié)點建模，考慮梁與柱之間的摩擦接觸
1、打開Ansys Workbench，創(chuàng)建一個"靜力結構"分析，檢查單位。
2、導入幾何圖形(圖1)。
圖 1 螺栓螺紋模型的幾何形狀
對幾何模型進行網(wǎng)格劃分。建議在螺栓和孔洞周圍進行網(wǎng)格加密，以提供足夠的離散精度，準確刻畫幾何形狀。采用線性單元，使總節(jié)點數(shù)低于學術版軟件許可的限制。設置全局網(wǎng)格尺寸為 25 mm，對螺栓和節(jié)點區(qū)域采用局部網(wǎng)格尺寸 10 mm，對孔洞采用5 mm 的網(wǎng)格尺寸。網(wǎng)格劃分后的模型示意圖如圖 2 所示。
圖 2 網(wǎng)格模型的示意圖
3、定義各部件之間的接觸關系。軟件會自動在相互鄰近的部件之間設置綁定接觸。將螺栓與孔之間的接觸類型改為無摩擦接觸，其余所有接觸均設置為摩擦接觸，摩擦系數(shù)取 0.2。本案例重點考察梁與柱之間的接觸，并采用摩擦接觸進行計算。螺栓預緊力會在梁與柱之間產生壓力，而摩擦接觸可阻止二者發(fā)生相對滑移（見圖 3）。
圖 3 梁與柱之間的摩擦接觸
4、定義分析設置并施加邊界條件。
設置兩個分析步：
第一步，施加螺栓預緊力；
第二步，在梁的頂面施加豎向荷載。
邊界條件示意圖如圖 4 所示。施加螺栓預緊力時需要建立局部坐標系，且z 軸需與螺栓軸線保持一致（見圖 5）。
展開 基于comsol的滑動摩擦發(fā)電
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<sup>[7]</sup><img> 在納米能源所，王中林團隊已開發(fā)出旋轉式直流<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%91%A9%E6%93%A6%E5%8F%91%E7%94%B5%E6%9C%BA/13475281" rel="nofollow">摩擦發(fā)電機</a>、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E5%88%B9%E8%BD%A6/70507" rel="nofollow">剎車</a>發(fā)電模擬裝置、自驅動無線觸摸報警器、柔性透明摩擦發(fā)電機、碟式寬頻摩擦發(fā)電機、腳踏式摩擦發(fā)電機、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%BD%AE%E6%B1%90%E8%83%BD/3553519" rel="nofollow">潮汐能</a>收集裝置等摩擦發(fā)電裝置。<sup> [8-9]</sup><img> 摩擦電發(fā)電機的動力源既可以是已被人們認識的風力、水力、海浪等大能源，也可以是人的行走、身體的晃動、手的觸摸、下落的雨滴等從沒被人們注意過的環(huán)境隨機能源，還可以是車輪的轉動、機器的轟鳴等。<sup> [8-9]</sup><img> 將來只要正常走路，安在鞋里的摩擦電發(fā)電機就能隨時為你自己隨身攜帶的手機充電。與工業(yè)大規(guī)模發(fā)電不同，摩擦電發(fā)電機可以讓運動著的每個人都“發(fā)電”，可以讓司空見慣的摩擦、擠壓、墜落等現(xiàn)象都變成發(fā)電的動力源。未來，汽車剎車就能發(fā)電充電；如果把摩擦電發(fā)電機鋪在馬路上，每一輛駛過的汽車都能參與發(fā)電過程。（轉載至百度百科）</p><p><img>本模型制作了摩擦發(fā)電的最基本原理模型，在穩(wěn)態(tài)分析的基礎上，升級為瞬態(tài)動態(tài)分析，并設置了極化方向隨摩擦接觸切換。
展開 基于COMSOL軟件的摩擦磨損數(shù)值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一簡化軌道和半球體結構，基于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/comsol" rel="noopener noreferrer" target="_blank">COMSOL軟件</a>仿真了半球體結構在軌道中往復移動過程中，對軌道的摩擦應力以及對軌道的磨損量進行了計算，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/deca87c7b6dd4068b89a69ae1a930016.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>軌道摩擦受到的應力動態(tài)分布</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202205/imgs/53899b728aff47d1b153b6396e2c1308.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>軌道上凸起結構的磨損量分布</strong></p><p>感興趣的朋友可下載模型源文件，歡迎交流合作</p><p><br></p>
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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(jié)點建模，考慮梁與柱之間的摩擦接觸
1、打開Ansys Workbench，創(chuàng)建一個
基于comsol的滑動摩擦發(fā)電
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220 基于matlab的考慮直齒輪熱彈耦合的動力學分析，輸入主動輪、從動輪各類參數(shù)，考慮潤滑油溫度、潤滑油粘度系數(shù)等參數(shù)，輸出接觸壓力、接觸點速度、摩擦系數(shù)、對流傳熱系數(shù)等結果。程序已調通，可直接運行。
案例演示Comsol中聯(lián)合體模型溫度場傳遞至裝配體模型設置，配有文字說明。
軸承、齒輪、軌道和凸輪的損壞是由一種叫做接觸疲勞的損傷機制引起的。當接觸的兩個零件承受瞬態(tài)接觸壓力時，在裝配中就會發(fā)生這種情況。當傳遞的載荷過高時，經過無數(shù)次的載荷循環(huán)，表面材料的一塊會剝落并留下一個小凹坑。這種現(xiàn)象被稱為剝落或點蝕。利用 COMSOL Multiphysics? 軟件，我們可以建立接觸疲勞模型并預測這些組件的失效。
接觸疲勞的損傷機制
當兩個零件之間不斷變化的接觸壓力在表面和次表面層上引入一個隨時間變化的應力狀態(tài)時
COMSOL Multiphysics? 中結構力學接觸建模功能可以幫助模擬那些相互接觸后就粘在一起的物體（粘附），以及受力后分開的物體（剝離），同時還包括全內聚力的模擬。讓我們一起學習如何使用 COMSOL Multiphysics 來處理上述情況。
使物體相互粘結：如何模擬粘附
當對分離的固體施加壓縮力，將其緊壓在一起時，邊界上的機械接觸會使固體產生形變，以使接觸邊界互相契合
<p>本案例建立了一簡化軌道和半球體結構，基于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/comsol" rel="noopener noreferrer" target="_blank">COMSOL軟件</a>仿真了半球體結構在軌道中往復移動過程中，對軌道的摩擦應力以及對軌道的磨損量進行了計算，仿真結果如圖所示：</p><p><img src="https:
<p> </p><p>開放群：566811107（資料多，不僅限交流）</p><p>群一：836281296</p><p>群二：594368389 </p><p>群三：1080606488 </p><p>群四： 678357196 </p><p>我的qq： 209870384有興趣的可以加我
使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型，使用非局部本構模型，包含源程序和論文（非本人所做，僅收取資料查找費）
單軸壓縮實驗
論文截圖
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