专注于仿真分析和振动分析
00 导读
Hertz(赫兹)接触是分析接触问题的经典模型。本文以两圆柱体接触为例,对比仿真解和解析解。
01 研究背景
Hertz接触理论的假设如下:
1)线弹性假设,材料线性;
2)小变形假设,几何线性;
3)无摩擦假设,接触非线性;
02 几何模型
几何模型如下图所示。两圆柱弹性体垂直接触。
03 材料模型
本文使用到的所有材料参数如下。
线弹性。
04 网格划分
网格的整体和局部如下图所示。
05 边界条件
固定下方圆柱两端面,上方圆柱两端面施加垂直向下位移。
06 仿真分析
假设垂直向下位移是0.1mm。
接触穿透为0。
法向力。
根据如下公式计算,可得接触压力为2713MPa。
最大接触压力如下图所示。数值解和解析解基本一致。
07 赫兹理论简介
两圆柱弹性体接触,等效弹性模量和等效曲率半径的计算公式。
等效弹性模量。
等效曲率半径。
法向力和接触压力的关系。
08 验证
将位移载荷换成力载荷,大小为6979.9N。
法向力。
最大接触压力如下图所示。