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本案例介紹在ABAQUS內(nèi)建立三維隨機(jī)粗糙度表面或地形圖模型，并通過隨機(jī)粗糙度表面進(jìn)行簡單的動(dòng)力學(xué)模擬。 首先采用CAD隨機(jī)粗糙度表面插件建立三維隨機(jī)粗糙度實(shí)體幾何模型，并將模型導(dǎo)出為iges格式文件。

本文基于Abaqus分析了粗糙表面的微動(dòng)磨損行為。 進(jìn)行粗糙表面的微動(dòng)磨損分析，首先需要建立粗糙表面的幾何模型。試驗(yàn)表明分形理論可以有效表征粗糙面的幾何特征。二維表面的輪廓由W-M分形函數(shù)確定 通過python結(jié)合式(1)可以得到模型輪廓如下。

追求更好的成像性能，加上需要模組盡可能小以增強(qiáng)手機(jī)的美感，需要復(fù)雜的設(shè)計(jì)形式。透鏡的形狀通常是高度非球面的。注塑成型塑料通常用於以低成本大批量生產(chǎn)此類鏡片。設(shè)計(jì)需求智慧型手機(jī)鏡頭通常必須在寬視野和低 f 值下工作。隨著手機(jī)變得更薄，軌道總長度通常小於 5 毫米。

ABAQUS粗糙表面模型生成插件

Abaqus隨機(jī)高度表面粗糙度 ANSYS隨機(jī)表面高度模型 COMSOL隨機(jī)表面生成表面粗糙度模型 插件生成的隨機(jī)粗糙度表面模型對(duì)有限元計(jì)算提供完美支持，以下為COMSOL中生成隨機(jī)表面進(jìn)行達(dá)西滲流流速模型。

python代碼：依據(jù)FFT變換生成不同等級(jí)的路面粗糙度

繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

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接觸坯料頂部和外側(cè)表面與剛性模具之間的接觸使用一個(gè)接觸對(duì)來模擬。坯料表面在模型中指定為一個(gè)表面定義。接觸表面之間的機(jī)械相互作用被假定為連續(xù)、粗糙的摩擦接觸。因此，接觸屬性包括兩項(xiàng)額外的規(guī)定：粗糙摩擦以強(qiáng)制兩個(gè)表面之間無滑移約束，以及無分離的接觸壓力-過盈關(guān)系以確保一旦建立接觸便不會(huì)發(fā)生分離。剛性體參考點(diǎn)表1總結(jié)了所研究的不同分析案例。

▲ 特征邊的接觸設(shè)置通用接觸不具備的特點(diǎn)： 解析剛體表面（Abaqus/Standard） 二維模型（Abaqus/Explicit） 基于節(jié)點(diǎn)面 小滑移 粗糙摩擦或拉格朗日摩擦(Abaqus/Standard) 請(qǐng)參閱AbaqusAnalysis用戶指南，了解通用接觸限制的完整列表，為了使用這些特定的特性，需要使用接觸對(duì)方法，

防止這些問題的好方法之一是正確選擇主表面和從表面。主表面應(yīng)該是剛性的或具有更高的楊氏模量。此外，主表面的網(wǎng)格應(yīng)該比從表面的網(wǎng)格更粗糙。2.12 過度約束和初始剛體運(yùn)動(dòng)檢查在分析中，收斂問題的原因之一是邊界條件不充分或不正確。此外，模型可能受到約束不足或過度約束，從而導(dǎo)致收斂問題。如果沒有使用足夠的邊界條件，您的模型可能會(huì)像剛體一樣向任何方向移動(dòng)（剛體運(yùn)動(dòng)）。

特點(diǎn)：灰色的粗糙表面；斷裂面高低不平；可能有剪切唇（在斷裂邊緣與載荷成45°角）；截面收縮；斷口微觀形貌通常有韌窩。

完整前后處理腳本，可輸出覆蓋率，表面粗糙度結(jié)果。腳本運(yùn)行環(huán)境：abaqus 6.11及以上。

本案例中的地質(zhì)分層模型通過CAD隨機(jī)粗糙度表面插件參數(shù)化隨機(jī)生成，如有真實(shí)地層的勘測數(shù)據(jù)，也可通過CAD圖像轉(zhuǎn)地形插件進(jìn)行真實(shí)地層的三維重建。 通過插件建立多個(gè)不同的地層模型后，在CAD內(nèi)將地層設(shè)置到相應(yīng)的標(biāo)高，并通過差集等操作建立完整的地質(zhì)分層模型。

利用磨損理論可以很好地理解材料表面的滑動(dòng)性能。 摩擦是在一定法向力下移動(dòng)一個(gè)表面切向劃過另一個(gè)表面的阻力。這個(gè)阻力依賴于接觸表面間的法向力和摩擦系數(shù)。材料的摩擦系數(shù)由兩部分組成，即：摩擦的黏附和塑性變形。可以表示為 前者是摩擦表面黏附的貢獻(xiàn)，后者是摩擦表面塑性變形的貢獻(xiàn)。這兩個(gè)部分均依賴于摩擦片材料的化學(xué)和力學(xué)性能。此外，也受摩擦面粗糙度影響。

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