第十一章接触VIP免费

11-1 第十一章 接触 许多工程问题涉及两个或多个部件间的接触。在这类问题中，当两个物体彼此接触时，物体间存在沿接触面法向的相互作用力。如果接触面间存在摩擦，沿接触面的切线方向也会产剪力以抵抗物体间切向运动（滑动）。接触模拟通常的目标是确定接触面积及计算所产生的接触压力。 在有限元中，接触条件是一类特殊的不连续的约束，它允许力从模型的一部分传递到另一部分。因为只有当两个表面接触时才用到接触条件，所以这种约束是不连续的。当两个接触的面分开时，就不再存在约束作用了。因此，分析方法必须能够判断什么时候两个表面是接触的并且采用相应的接触约束。同样，分析方法也必须能判断什么时候两个表面分开并解除接触约束。 在 ABAQU S 接触分析过程中，必须在模型的各个部件上创建可能接触的面。一对彼此可能接触的面，称为接触对，必须被标识。最后各接触面服从的本构模型必须定义。这些接触面间的相互作用的定义包括诸如摩擦等行为。 11.1 接触面间的相互作用 接触面之间的相互作用包含两个部分：一部分是接触面的法向作用，另一部分是接触面的切向作用。切向部分包括接触面间的相对运动（滑动）和可能的摩擦剪应力。 1 1 .1 .1 接触面法向性质 两个面之间分开的距离称为间隙。当两个面之间的间隙变为零，接触约束就起作用了。在接触问题的公式中，对接触面之间相互传递接触压力的大小未作任何限制。当接触压力变为零或负值时，接触面分离，约束就被撤出。这个行为称为“硬”接触。图 11.1 中的接触压力－间隙关系中描述了这种行为。 图 1 1 .1 硬接触的接触压力与间隙的关系 11-2 当接触条件从“开”（正的间隙）到“闭”（间隙为零）时，接触压力发生剧烈的变化，有时使得接触计算很难完成。在后面的章节中将讨论克服接触计算困难的若干技术。另外一些信息可参见 ABAQUS/Standard 用户手册 22.1.1 节。和ABAQUS/Standard 讲义的接触部分。 1 1 .1 .2 表面的滑动 除了要确定在某一点是否发生接触外，分析中还必须计算两个表面间的相互滑动关系。这个问题可能是一个很复杂的计算；因此，在分析时 ABAQUS 对小滑动量和有限滑动量做了区分。接触面间小滑移量问题的计算量较小。什么是“小滑移”通常很难定义，但一般所遵循的原则是，当一点与一表面接触时，只要这点滑动量不超过一个典型的单元尺度的很小部分，就可以近似地认为是“小滑动”。 1 1 .1 .3 摩擦 当表面接触时，就像...