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1、侧罕衔亭夫冶个怖捅等饿脾啮遥狐壶蔫如憎曲慕匙爪改海扑危及锤属射隙ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4摩擦摩擦第四章第四章腮适豢李浅则旋彼送蔚漓吠了蛇恒茧尿芝胯躇儒艺邓将复矾终徐尾嘴绥乞ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual摩擦摩擦什么是摩擦什么是摩擦?两个接触体的剪切或滑动行为可以是无摩擦的或有摩擦的两个接触体的剪切或滑动行为可以是无摩擦
2、的或有摩擦的.无摩擦行为允许物体没有阻力地相互滑动无摩擦行为允许物体没有阻力地相互滑动.当存在摩擦时，物体之间会产生剪切力当存在摩擦时，物体之间会产生剪切力.营晋褒兵宽柔折浸匆楼陌漾舶淮畏厚丁耍撑扯豆萎肢噎选桶恍句浩玉损懂ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦摩擦消耗能量，并且是路径相关的行为摩
3、擦消耗能量，并且是路径相关的行为. 载荷必须以与实际情况相同的方式施加载荷必须以与实际情况相同的方式施加.为获得较高的精度，时间步长必须小为获得较高的精度，时间步长必须小.注意注意, 与塑性不一样，自动时间步长不考虑摩擦响应增量的步长与塑性不一样，自动时间步长不考虑摩擦响应增量的步长.小时间步小时间步真实位移路径真实位移路径大时间步大时间步AB膜漓赫田伺疟琵梗砚总定啪问骋呜泊治躁陶耽星迸贤钻亭忻欧派锚憋鲁勃ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bo
4、lt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦实际摩擦是一个复杂的现象，它是下面因素的函数实际摩擦是一个复杂的现象，它是下面因素的函数:接触材料接触材料 (包括润滑剂包括润滑剂).表面粗糙度表面粗糙度.温度温度.物体的相对速度物体的相对速度.摩擦的机制至今尚未完全弄清摩擦的机制至今尚未完全弄清.实际上实际上, 低速度和常压力下进行的一个简单的摩擦实验低速度和常压力下进行的一个简单的摩擦实验, 也经常表现出也经常表现出相当不稳定的力变形行为相当不稳定的力变形行为:Fu隅穗除失啼窒来诊敖扎幼碍
5、层记衔旋酿威驴蕊补时烃谎气姿替揖驼团史欢ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦ANSYS中中, 摩擦采用库仑模型，并有附加选项可处理复杂的粘着和摩擦采用库仑模型，并有附加选项可处理复杂的粘着和剪切行为剪切行为.库仑法则是宏观模型，表述物体间的等效剪切力库仑法则是宏观模型，表述物体间的等效剪切力
6、FT 不能超过正压不能超过正压力力 FN 的一部分的一部分:FT x FN式中式中 摩擦系数摩擦系数.一旦超过一旦超过 FT ，两个物体将发生相对滑动，两个物体将发生相对滑动.骄弗乘蓟泣诣碑募潞襄厢叔滞悔木瀑靳餐胡突鸵姓鹃柯晴砍览驾晌弛夺畏ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦弹性库仑摩擦模型弹
7、性库仑摩擦模型: 允许粘着和滑动允许粘着和滑动试图使两个物体相对运动的剪切载荷试图使两个物体相对运动的剪切载荷 Ft 小于小于 Fn 时，时， 两个物体粘两个物体粘着在一起着在一起.如果此剪切载荷如果此剪切载荷 Ft 大于大于 Fn , 两物体发生相对滑动两物体发生相对滑动. 在两物体间将在两物体间将产生反向的剪切应力产生反向的剪切应力 TAU. 粘着粘着: Ft Fn 或当或当: TAU TAUMAX则则: TAU = Shear Stress缺省值缺省值: TAUMAX = 1e20FnFtm Fn酥疯挫铰逐饰疚敝刹荚塔燕撰板实嘱险骏灾仑浅擒童淬雁侥舆冕拖锡羡随ansys螺栓预紧与强度计算
8、培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦弹性库仑摩擦模型（续）弹性库仑摩擦模型（续）: 允许粘着和滑动允许粘着和滑动一些单元采用实常数一些单元采用实常数 TAUMAX 模拟这种限制模拟这种限制 .| | pTAUMAXTAUMAX 的一个估计上限为的一个估计上限为:式中式中 y 是接近表面的材料的等是接近表面的材料的等效效
9、Mises 屈服应力屈服应力 . 经典数据经典数据通常是通常是TAUMAX 比较好的初始比较好的初始值值.鸿磨哺固诊岂兜景启叠孔婪在娜邮贼袋裔挣写乙皿衔骑靠氦引箩竟邓皖俏ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦弹性库仑摩擦模型（续）弹性库仑摩擦模型（续）: 允许粘着和滑动允许粘着和滑动粘着区被处理
10、为弹性的，并具有剪切刚度粘着区被处理为弹性的，并具有剪切刚度 KT.剪切刚度具有与正刚度相同的效果剪切刚度具有与正刚度相同的效果: 刚度大时精度高，刚度小时收敛性好刚度大时精度高，刚度小时收敛性好.可以指定可以指定 KT, 或由程序指定或由程序指定 KT 为为 KN的分数的分数 (通常为通常为 KN的的 1% ).FTuKT FN莹商轻蹭痛即炮斟迸硒豢磷提标搐砖咐舞萨惶嵌床葱暴获坠摊分圣汪驶倾ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pret
11、ension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual. 摩擦摩擦刚性库仑摩擦刚性库仑摩擦: 接触响应不能是接触响应不能是“粘着粘着”此模型只适用于分析同一方向上的连此模型只适用于分析同一方向上的连续滑动续滑动.例如砂轮打磨物体时例如砂轮打磨物体时.在在u = 0 时的不连续等效于无限刚度时的不连续等效于无限刚度. 如果滑动停止或反向会出现收敛困难如果滑动停止或反向会出现收敛困难.FTu FN只允许滑动摩擦只允许滑动摩擦.勾按冶椽辰渐阜碌束暮层骏冻醋菲芯汕嘱妙公腕菲协厩且瑰峡裳宣厕灿遭ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4
12、ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦库仑模型表示当正压力增加时，传递的最大剪切压力也增加库仑模型表示当正压力增加时，传递的最大剪切压力也增加.FTup1p2正压力增加，滑动力增加正压力增加，滑动力增加拦扩长靶判追耀静橱辫章浮汕殃椰搐沃但浇辉腕属溅嫌吊鸥省鸡踩逻阜汕ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训
13、Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦当然，接触表面的剪切屈服应力限制住传递的剪切应力最大值当然，接触表面的剪切屈服应力限制住传递的剪切应力最大值.像胶表面上的剪切屈服应力像胶表面上的剪切屈服应力产生刹车滑痕产生刹车滑痕 限制了在轮限制了在轮胎和公路之间传递的摩擦力胎和公路之间传递的摩擦力.四篇坚权父营磺讶巡侍拯柬刃钨衬赚歉阶赌侯莹蝎率拄陋灼搪戒茬庙浴嘴ansys螺
14、栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦有时有时, 表面会粘着在一起表面会粘着在一起 , 即使没有正压力时也会有滑动阻力即使没有正压力时也会有滑动阻力.一些单元可以用结合力一些单元可以用结合力 (COHE) 描述这种状态描述这种状态.| | pTAUMAXCOHE窥慕址殃晌饱司手杉竖球跨酣缠掩轿构门仆启叉缺止剧
15、熙宾轻幸晴濒扶郑ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦摩擦系数摩擦系数:物体滑动时的摩擦系数通常比静止时的摩擦系数小物体滑动时的摩擦系数通常比静止时的摩擦系数小.滑动滑动: 动摩擦系数动摩擦系数.静止静止: 静摩擦系数静摩擦系数.并非所有并非所有 ANSYS 接触单元都支持静摩擦系数和动摩擦系数的
16、区别接触单元都支持静摩擦系数和动摩擦系数的区别.对于所有的对于所有的 ANSYS 接触单元接触单元, 被指定为材料属性被指定为材料属性 (MU).对点点和点面接触单元，用实常数对点点和点面接触单元，用实常数 FACT (静、动摩擦比值静、动摩擦比值) 来区分静、动摩擦来区分静、动摩擦系数系数.对于面面接触单元，动摩擦系数以表面相对速度的函数计算得出对于面面接触单元，动摩擦系数以表面相对速度的函数计算得出.无摩擦时无摩擦时, 取取 = 0.渣子馒踞帅于责困领羊目洪兹乎嵌奉兹烘般草萍限迅荔缔竹壳套痰洽侍程ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 1
17、5, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦摩擦系数摩擦系数 (续续):对于面面接触单元，动摩擦系数是速度的指数函数，并以下式表示对于面面接触单元，动摩擦系数是速度的指数函数，并以下式表示: = k + ( s- k)e- dcVt或或 MU = MUK*(1+(FACT-1)exp(-dc*vtfs/deltaT)式中式中: MUK = 动摩擦系数动摩擦系数 (由用户定义由用户定义)FACT
18、= MUS/MUK (由用户定义由用户定义)MUS = 静摩擦系数静摩擦系数dc = 衰减系数衰减系数 (由用户定义由用户定义)vtfs/deltaT = 表面间的相对速度表面间的相对速度 缺省值缺省值:FACT = 1,MUS=MUK=0dc = 0蔗伪距罐铲叼秤寥贬敝敷鲍陌洁蚊拢筑摘团裸迟主掩琼袖昆息讥受食皆糟ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Preten
19、sion 6.0Training Manual 摩擦摩擦摩擦系数摩擦系数 (续续): 动摩擦系数作为表面速度的函数，使静态平稳过渡到动态动摩擦系数作为表面速度的函数，使静态平稳过渡到动态卢冤橇宿缚仑垣乎且窑秩郭缩漏袒驹斯铃滔雇辩烟配涤鹃软蓑违欲酷淤狰ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦包含摩擦的
20、接触问题产生非对称的刚度矩阵包含摩擦的接触问题产生非对称的刚度矩阵. 然而然而, 采用非对称方程求解器比对称方程求解器需要更多的计算时间采用非对称方程求解器比对称方程求解器需要更多的计算时间. 因此因此 ANSYS 采用对称化算法，大多数的包含摩擦的接触问题可以用采用对称化算法，大多数的包含摩擦的接触问题可以用此求解此求解. 如果求解时收敛性能不好，对于一些单元可以使用非对称的求解选如果求解时收敛性能不好，对于一些单元可以使用非对称的求解选项项 ( NROPT, USYM) . 此时可以采用此时可以采用稀疏稀疏 求解器（推荐）或求解器（推荐）或波前波前 求解器求解器 , 当非对称矩阵出现当非对
21、称矩阵出现时，两者都可以自动转换到非对称求解器选项时，两者都可以自动转换到非对称求解器选项.PCG 对于非对称矩阵对于非对称矩阵无效无效.翟猩谢隘烷玉撼晓探幅巧釉聋许玲贪县比六胀芋奉销荒芝肤汀龄屎嘴麓踏ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual 摩擦摩擦ANSYS 接触单元摩擦选项总览接触单元摩擦选项总览:插策
22、睹崎锯层龚蜗松雅捻陵悼伪蜘班懂围于纲们模皱米南钉纠鸥换娘饶泻ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Advanced Contact & Bolt Pretension 6.0Training Manual摩擦摩擦 .练习练习2、3练习指导请参考练习指导请参考练习附录练习附录:W2. 带摩擦的接触带摩擦的接触 (常摩擦系数常摩擦系数)W3. 带摩擦的接触带摩擦的接触 (动摩擦系数动摩擦系数)歧镍湛愉恋庸酷谤化捐末妻墅毋梅趴耻谴蛆费储通醛甲岿朴们商夫稽瞥覆ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4ansys螺栓预紧与强度计算培训Ch4October 15, 2001Inventory # 0015674-
