Creo Simulate > Руководство по проверке в Creo Simulate > Задачи 2D- и 3D-контактного анализа
  
Задачи 2D- и 3D-контактного анализа
В этой главе описаны задачи 2D- и 3D-контактов и результаты Creo Simulate. При контактном анализе Creo Simulate вычисляет деформации, напряжения и деформации модели в ответ на указанные нагрузки и с учетом указанных ограничений. Creo Simulate также автоматически вычисляет все предопределенные измерения. Состав списка измерений зависит от типа анализа.
В этой главе рассматриваются следующие задачи контактов:
mvsc001: контакт-герцевый 2D-контакт
mvsc002: контакт-герцевый 3D-контакт
mvsc003: скольжение и прокрутка окружности на жесткой поверхности
mvsc004: интерфейсы между двумя цилиндрами
mvsc005: скольжение пентаэдра
mvsc001: контакт-герцевый 2D-контакт
Тип анализа:
2D-контакт
Тип модели:
Плоская деформация:
Сравнение:
Теория
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY; McGraw-Hill Co. 1982 г. стр. 517.
Описание:
Полумодель двух цилиндров единичной толщины в контакте. Модель создана с использованием 2D-контакта. Определите максимальное напряжение и площадь контакта.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
R1: 1
R2: 1
Свойства материала:
Массовая плотность: 0
Цена на единицу измерения массы: 0
Модуль Юнга: 1e6
Коэффициент Пуассона: 0.3
Коэффициент линейного расширения: 0
Проводимость: 0
Ограничения:
фиксировано во всех направлениях, кроме y на вертикальных кромках; зафиксировано на всех направлениях, кроме x на нижней кромке.
Нагрузки:
-1000 на верхних кромках элемента (симметрия): суммарная нагрузка = -2000
Сравнение данных результатов
Теория
Структура
% Разность
Площадь контакта
0,0481
0,0481
0 %
Максимальное напряжение (m = contact_max_press)
26450
26353,88
0,363%
Сходимость %: 0,8 % в области контакта и давлении контакта
Макс Р: 9
Число уравнений: 397
mvsc002: контакт-герцевый 3D-контакт
Тип анализа:
3D-контакт
Тип модели:
3D
Сравнение:
Теория
Ссылка:
Roark, R.J., Young, W. "Formula for Stress and Strain" (Роарк Р.Д., Янг В. Формула для напряжения и деформации) (на английском языке). NY; McGraw-Hill Co. 1982 г. стр. 517.
Описание:
Прямоугольное сечение двух полусфер в контакте. Определим максимальное напряжение и площадь контакта.
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело
Единицы измерения:
Дюйм, фунт, секунда
Размеры:
R1: 2
R2: 3
Свойства материала:
Массовая плотность: 1
Цена на единицу измерения массы: 1
Модуль Юнга: 1e7
Коэффициент Пуассона: 0.3
Коэффициент линейного расширения: 1
Проводимость: 1
Ограничения:
фиксировано во всех направлениях, кроме y на торце xz; зафиксировано на всех направлениях, кроме x на торце yz; зафиксировано на нижней кромке.
Нагрузки:
-25000 на верхних торцах элемента (симметрия): суммарная нагрузка = -100000
Сравнение данных результатов
Теория
Структура
% Разность
Площадь контакта
0,0507
0,0481
7,692 %
Максимальное напряжение (m = contact_max_press)
740285
742075,3
0,241 %
Сходимость %: 1,6 % в сходимости измерения
Макс Р: 9
Число уравнений: 6192
mvsc003: скольжение и прокрутка окружности на жесткой поверхности
Тип анализа:
2D-контакт
Тип модели:
2D плоская деформация
Сравнение:
Эталонный тест NAFEMS
Ссылка:
Эталонные тесты для моделирования конечного элемента контакта, промежутка и скольжения, ссылка: R0081, выпуск: 1, СГС - 7, СТР. 53.
Описание:
Проблема состоит из простой 2D-модели с конечным трением, которая подвергается предписанному смещению.
1. Контактный интерфейс
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело
Единицы измерения:
ммНС (mmNs)
Размеры:
R: 500 мм
Свойства материала:
Массовая плотность: 7850 кг/м^3
Модуль Юнга: 210 ГПа
Коэффициент Пуассона: 0.3
Ограничения:
Стальная окружность зафиксирована вдоль оси X.
Нагрузки:
G = 2443 Н
Предписанное смещение x = 785 мм на нижней кромке плиты
Коэффициент трения
μ=1.0
Сравнение данных результатов
NAFEMS
Структура
% Разность
Вращение по окружности в градусах (m = rotation_ring)
90
89.9
0,1 %
mvsc004: интерфейсы между двумя цилиндрами
Тип анализа:
2D-контакт
Тип модели:
2D-осесимметричный
Сравнение:
Эталонный тест NAFEMS
Ссылка:
Эталонные тесты для моделирования конечного элемента контакта, промежутка и скольжения, ссылка: R0081, выпуск: 1, CGS - 10, СТР. 61.
Описание:
Проблема состоит из простой проблемы 2D-контакта с 20-миллиметровым пересечением. Среднее контактное давление рассчитывается.
1. пересечение
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело
Единицы измерения:
ммНС (mmNs)
Размеры:
Как показано на рисунке выше
Свойства материала:
Массовая плотность: 0
Модуль Юнга: 206E9 Н/м^2
Коэффициент Пуассона: 0.0
Ограничения:
Вершина и нижняя часть этих двух цилиндров ограничены в вертикальном направлении.
Нагрузки:
Эквивалент нагрузки применяется к крайнему левому краю.
Сравнение данных результатов
NAFEMS
Структура
% Разность
Контактное давление в Н/м^2 (m = pressure_avg)
2.275E8
2.346E8
3 %
mvsc005: Скольжение пентаэдра
Тип анализа:
2D-контакт
Тип модели:
2D-осесимметричный
Сравнение:
Эталонный тест NAFEMS
Ссылка:
Эталонные тесты для моделирования конечного элемента контакта, промежутка и скольжения, ссылка: R0081, выпуск: 1, CGS - 4, СТР. 47.
Описание:
Проблема состоит из простой 2D-модели с конечным трением.
1. Контактный интерфейс
Спецификации
Тип элемента:
Твердое 2D-тело
Единицы измерения:
МКС
Размеры:
Как показано на рисунке выше
Свойства материала:
Массовая плотность: 0
Модуль Юнга: 206 ГПа
Коэффициент Пуассона: 0.3
Ограничения:
Нижняя часть основания ограничена во всех направлениях. Левая сторона пентаэдра связана с 9 линейными пружинами (жесткость 98 Н/м) в горизонтальном направлении. Другой конец пружин закреплен во всех направлениях.
Нагрузки:
F = 1500 Н
G = 3058 Н
Коэффициент трения
μ= 0.1
Сравнение данных результатов
NAFEMS
Структура
% Разность
Горизонтальное смещение (m = displacement_x)
1,0
1,0
0 %