问题描述:
一短一长的两个块状物体发生相对滑动,两物体初始温度为293K,在小的方块顶部施加100Mpa的压力,小方块在长方体上以10mm/s的速度进行滑动,滑动过程中的动摩擦系数为0.5,考虑两者之间的接触热,两物体材料属性为:
密度:7800kg/m^3
弹性模量:200GPa
泊松比:0.3
比热:0.5 KJ/(Kg·K)
热导率:40 W/(m·K)
材料属性定义:
由于几何模型较为简单,读者可以自行在LS-prepost中创建,也可以使用第三方软件进行建立。在导入有限元模型之后,开始定义材料属性。
定义材料的热属性时,需要添加MAT_THERMAL_ISOTROPIC(T01)对两个物体的热属性进行设置。主要设置HC(比热容)和TC(导热系数)。
小方块用弹性材料MAT_ELASTIC (001)表示,并考虑变形:
长方体用刚体材料MAT_RIGID(020),这里刚体材料可以提高计算速度,也可对物体进行约束。CMO=1,CON1约束3个平移方向,CON2约束3个旋转方向。
小方块的边界条件:
对小方块进行约束前,需要选择小方块所有的节点,并建立节点**, Model > CreEnt > Set Data >*Set NODE > Cre > ByElem & Prop > 点选小方块 > Apply;还需要选中小方块的顶面,建立段面**,Model > CreEnt > Set Data >*Set SEGM > Cre > ByElem & Prop > 点选小方块顶面 >Apply。
小方块只能在X方向,Y方向运动。因此需要将其他自由度进行约束,NSID中选择刚刚设置的*SET NODE,并将DOFX和DOFY设置为0.
小方块需要向前运动,需给定向前运动的速度(10mm/s),NSID选择刚刚设置的*SET NODE,而LCID选择如下的*DEFINE_CURVE中的AAA曲线,DOF是表示运动的方向,VAD中的0表示速度,1表示加速度,2表示位移。
小方块跟长方体产生更摩擦的关键条件是需要对小方块有压力,所以需要对小方块顶部施加100Mpa的压力,SSID选择刚刚设置的*SET SEGM,而LCID选择如下的*DEFINE_CURVE中的BBB曲线,这里需要注意的是,凡是设置速度或者力都需要施加一个过渡曲线。
设置两个物体的初始温度为293K,
设置接触关系:
两个物体的接触是面对面的,所以需要对两个物体建立段面**,这个操作如上文所示,FS和FD分别表示静摩擦系数和动摩擦系数,这里都填0.5,勾选下面的Thermal,设置如下:
控制选项卡:
输出设置:
输出接触力:DATABASE > ASCII > RCFORC > DT=0.05
后处理:
温度云图:
Y方向的下压力:
X方向的摩擦力:
K文件获取:关注 CAE备忘录 ***,回复friction。