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
|
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 % |