Simdroid 结构非线性测试:滑块弹簧系统的摩擦接触


本案例选自NAFEMS,“Benchmark Tests for Finite Element Modeling of Contact, Gapping and Sliding, Ref . R0081, NAFEMS, Glasgow, 2001.”可作为Simdroid软件的标准测试算例。


问题描述

几何:

 	Simdroid 结构非线性测试:滑块弹簧系统的摩擦接触


材料:线弹性 E=2.06e11 Pa,v=0.3。

边界条件:基础下表面固定,两个部件均约束平面外自由度,滑块受向下的合力Fy=-3058N,受水平向右的合力Fx=1500N,滑块左侧由4个相同刚度的弹簧连接支座(弹性支承),弹簧刚度为k。

接触:滑块与基础间库伦摩擦接触,摩擦系数为mu。选择法向接触刚度和切向接触刚度均为2e11N/m。

单元:Tet4。


参考解

Benchmark Tests for Finite Element Modeling of Contact, Gapping and Sliding, Ref . R0081, NAFEMS, Glasgow, 2001.


结果对比

不同弹簧刚度和摩擦系数计算得的滑块水平位移为:

 	Simdroid 结构非线性测试:滑块弹簧系统的摩擦接触

结果云图

摩擦系数为0.1时的位移云图为:

 	Simdroid 结构非线性测试:滑块弹簧系统的摩擦接触


摩擦系数为0.1时的节点接触力云图为:

 	Simdroid 结构非线性测试:滑块弹簧系统的摩擦接触

本例由高中物理力学知识即可解答,感兴趣的同学可以尝试计算一下,来验证有限元的计算结果。


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