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一、问题描述

几何：

包括一个底面固定的矩形块体和一个滑块，其中滑块圆角半径 0.005 m，矩形块体z方向拉伸 0.05 m，滑块宽度 0.06 m，并与矩形块体居中。两个部件均为变形体。

网格：

采用Hex8单元，矩形块体x方向60层网格，y方向10层网格，z方向5层网格。滑块z方向6层网格，网格尺寸 0.003 m。

材料：

滑块弹性模量 1e9 Pa，泊松比 0.3。矩形块体弹性模量 1e8 Pa，泊松比 0.3。

边界与荷载：

矩形块体下底面约束三个平动自由度，滑块约束z方向自由度。荷载分两个step施加；

step1：滑块上表面下压位移 Uy = -0.01 m；

step2：保持uy不变，滑块上表面施加x方向位移 Ux = 0.22 m。

接触：

滑块与矩形块体间库伦摩擦接触，摩擦系数0.3。

分析：

通用静力分析，打开几何非线性。

二、结果对比

分别采用Simdroid和某同类软件产品计算，两者得到的滑块上表面的支反力合力随时间变化的曲线为：

三、结果云图

Simdroid软件算得的最后一个时刻的 Mises云图：

Simdroid软件算得的最后一个时刻矩形块上的 Sxx云图：

四、结论

本例接触面的网格划分的比较粗糙，这在一定程度上加剧了收敛难度，并会导致接触区域的应力计算不够精确，两个软件算得的应力最大值有一定差异，误差约为5.3%。但应力分布和趋势均基本一致。

此外，y方向的支反力可以反映滑块受到的总的法向接触力的变化，x方向支反力可以反映滑块受到的总的切向摩擦力的变化（因为表面不是平面，这里相当于接触压力和摩擦力分别向y方向和x方向投影）。从曲线可以看出，某同类软件产品的摩擦力在大滑移时较为平滑，尤其是从一个单元滑动到另一个单元过程中，摩擦力不会剧烈变化；而Simdroid的摩擦力存在不平滑的周期性振荡，这与网格离散相关。某同类软件产品可能采用了诸如Mortar算法等用于平均化接触方向和接触力的算法。

总体上Simdroid软件的面面接触功能可以比较高效的求解有限滑移及库仑摩擦的情况。