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ABAQUS:两圆柱赫兹接触应力校核

1年前浏览10918

 使用ABAQUS计算两圆柱体的赫兹接触应力,并与理论计算结果进行对标(使用KISSSoft计算)。

01

使用KISSSoft计算两圆柱赫兹接触应力


    使用KISSSoft提供的赫兹接触应力计算工具计算两个直径为10mm,长度为100mm的圆柱在400N的法向力的作用下的赫兹接触应力值。计算方法如下图所示:

图片

    由结果可知,接触宽度为0.011mm*2=0.022mm,赫兹接触应力为242.177MPa。


02

使用ABAQUS计算两圆柱赫兹接触应力


    从使用KISSSoft计算结果可以看出接触宽度为0.022mm,这也就意味着使用ABAQUS之类的有限元分析方法时,所使用的单元尺寸不应超过0.011mm。

    该类问题符合平面应变假设,应采用平面应变理论进行简化计算,关于ABAQUS中的平面应变问题的求解方法与验证见以下两篇文章:

平面应变问题的维度转化

使用ABAQUS验证平面应变问题

    

图片

网格控制方法:在接触区域进行细化,最小单元尺寸0.002mm,单元类型选择四边形单元,以避免接触区域应力计算不准确。

图片

    接触压应力云图:

图片

    接触区域宽度为0.016*2=0.032mm,区域内所有节点的接触压应力平均为:239.86MPa。计算结果与KISSSoft误差为0.9%。

03

多尺度总结



接触应力(MPa)
KISSSoft
242.177
ABAQUS0.002mm
239.86
ABAQUS0.02mm
154
ABAQUS0.001mm
261.9



求解技术传动非线性KISSsoftAbaqus
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首次发布时间:2023-02-02
最近编辑:1年前
签我的导演他姓张
本科 怕什么真理无穷进一寸有一寸欣喜
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1条评论
生生世世
签名征集中
12月前
请问下使用插件(根据圆柱体接触公式)计算的接触应力为中心点上的数值,为什么使用有限元计算了需要做平均呢,而不是最大值?
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