06 接触设置对分析结果的影响

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    本文以一个刚性球和弹性半空间体的接触为例，研究仿真中接触设置对分析结果的影响。

01 研究背景

    仿真中接触设置有很多选项，不同的设置对计算结果会产生相应的影响。甚至不恰当的设置可能会导致计算失败。如果关注接触区域的分析结果，更加应该了解接触设置的影响和规律。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。假设球体是刚性的。因为和接触面积相比，长方体足够大，可以认为是弹性半空间。

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

    约束长方体底部，刚性球垂直向下施加位移。

06 仿真分析

    假设刚性球的垂直位移是0.5mm，为球曲率半径的1/10。

    1）主要接触设置如下图所示。

    垂向最大位移。

    接触穿透。

    最大接触压力如下图所示 。

    等效应力如下图所示。

    2）主要接触设置如下图所示。

    垂向最大位移。

    接触穿透。

    最大接触压力如下图所示 。

    等效应力如下图所示。

    3）主要接触设置如下图所示。

    垂向最大位移。

    接触穿透。

    最大接触压力如下图所示 。

    等效应力如下图所示。

    4）主要接触设置如下图所示。

    垂向最大位移。

    接触穿透。

    最大接触压力如下图所示 。

    等效应力如下图所示。

    汇总以上结果，如下表所示。

    结论如下：应该使用 Normal Lagrange 算法，强迫穿透为0，更符合实际物理现实。使用纯法算法 Pure Penalty 会产生穿透，导致最大接触压力会明显偏小。