ansys螺栓预紧与强度计算培训(2)

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1、摩擦第四章摩擦什么是摩擦?两个接触体的剪切或滑动行为可以是无摩擦的或有摩擦的.无摩擦行为允许物体没有阻力地相互滑动.当存在摩擦时，物体之间会产生剪切力.October15,2001Inventory#0015674-...摩擦摩擦消耗能量，并且是路径相关的行为.载荷必须以与实际情况相同的方式施加.为获得较高的精度，时间步长必须小.注意,与塑性不一样，自动时间步长不考虑摩擦响应增量的步长.小时间步真实位移路径大时间步ABOctober15,2001Inventory#0015674-...摩擦实际摩擦是一个复杂的现象，它是下面因素的函数:接触材料(包括润滑剂).表面粗糙度.温度.物体的

2、相对速度.摩擦的机制至今尚未完全弄清.实际上,低速度和常压力下进行的一个简单的摩擦实验,也经常表现出相当不稳定的力－变形行为:FuOctober15,2001Inventory#0015674-...摩擦ANSYS中,摩擦采用库仑模型，并有附加选项可处理复杂的粘着和剪切行为.库仑法则是宏观模型，表述物体间的等效剪切力FT不能超过正压力FN的一部分:FTmxFN式中m摩擦系数.一旦超过FT，两个物体将发生相对滑动.October15,2001Inventory#0015674-...摩擦弹性库仑摩擦模型:允许粘着和滑动试图使两个物体相对运动的剪切载荷Ft小于mFn时，两个物体粘着在一

3、起.如果此剪切载荷Ft大于mFn,两物体发生相对滑动.在两物体间将产生反向的剪切应力TAU.粘着:FtmFn或当:TAU>TAUMAX则:TAU=ShearStress缺省值:TAUMAX=1e20FnFtmFnOctober15,2001Inventory#0015674-...摩擦弹性库仑摩擦模型（续）:允许粘着和滑动一些单元采用实常数TAUMAX模拟这种限制.

4、

5、pTAUMAXTAUMAX的一个估计上限为:式中y是接近表面的材料的等效Mises屈服应力.经典数据通常是TAUMAX比较好的初始值.October15,2001Inventory#00156

6、74-...摩擦弹性库仑摩擦模型（续）:允许粘着和滑动粘着区被处理为弹性的，并具有剪切刚度KT.剪切刚度具有与正刚度相同的效果:刚度大时精度高，刚度小时收敛性好.可以指定KT,或由程序指定KT为KN的分数(通常为KN的1%).FTuKTmFNOctober15,2001Inventory#0015674-...摩擦刚性库仑摩擦:接触响应不能是“粘着”此模型只适用于分析同一方向上的连续滑动.例如砂轮打磨物体时.在u=0时的不连续等效于无限刚度.如果滑动停止或反向会出现收敛困难.FTumFN只允许滑动摩擦.October15,2001Inventory#0015674-…摩擦库仑模型表示

7、当正压力增加时，传递的最大剪切压力也增加.FTup1p2正压力增加，滑动力增加October15,2001Inventory#0015674-…摩擦当然，接触表面的剪切屈服应力限制住传递的剪切应力最大值.像胶表面上的剪切屈服应力产生刹车滑痕–限制了在轮胎和公路之间传递的摩擦力.October15,2001Inventory#0015674-…摩擦有时,表面会粘着在一起,即使没有正压力时也会有滑动阻力.一些单元可以用结合力(COHE)描述这种状态.

8、

9、pTAUMAXCOHEOctober15,2001Inventory#0015674-…摩擦摩擦系数:物体滑动时的摩擦系数通常比静止

10、时的摩擦系数小.滑动:动摩擦系数.静止:静摩擦系数.并非所有ANSYS接触单元都支持静摩擦系数和动摩擦系数的区别.对于所有的ANSYS接触单元,m被指定为材料属性(MU).对点－点和点－面接触单元，用实常数FACT(静、动摩擦比值)来区分静、动摩擦系数.对于面－面接触单元，动摩擦系数以表面相对速度的函数计算得出.无摩擦时,取m=0.October15,2001Inventory#0015674-…摩擦摩擦系数(续):对于面－面接触单元，动摩擦系数是速度的指数函数，并以下式表示:m=mk+(ms-mk)e-dcVt或MU=MUK*(1+(FACT-1)exp(-dc*vtfs/delt

11、aT))式中:MUK=动摩擦系数(由用户定义)FACT=MUS/MUK(由用户定义)MUS=静摩擦系数dc=衰减系数(由用户定义)vtfs/deltaT=表面间的相对速度缺省值:FACT=1,MUS=MUK=0dc=0October15,2001Inventory#0015674-…摩擦摩擦系数(续):动摩擦系数作为表面速度的函数，使静态平稳过渡到动态October15,2001Inventory#0015674-…摩擦包含摩擦的接触问题产生非对称的刚度矩