01 弹性接触应力之法向集中力

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    点接触和线接触是接触问题的经典模型。本文通过一个小例子研究线接触的应力分布和变形。假设为平面应变问题，所以可以使用2D模型。

01 研究背景

接触分析是结构仿真分析的一个难点。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

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

    网格整体和局部如下图所示。

05 边界条件

    约束模型底部，顶部施加单位集中力。

06 仿真分析

    集中力施加在单元角点上。

    径向正应力如下图所示。

    根据解析公式：

    对比解析解和仿真解 (集中力作用点位置的应力是奇异的，故不作对比)。

    等效应力如下图所示。

    集中力施加在中边节点上。

    径向正应力如下图所示。

    等效应力如下图所示。

    综上可得三个结论。

1）集中力位置的应力不能作为参考。

2）集中力施加在角点还是中点对施加位置附近的应力影响很大。

3）和集中力施加位置跨越两个网格，应力仿真解和解析解高度一致。