Дополнительное задание
Расчет процесса контакта двух полупространств простой формы (объемных тел). Дополнительные требования к полученным данным: для указанных тел и диапазона нагрузки привести график роста максимальных контактных напряжений и роста геометрических размеров площадки контакта в зависимости от нагрузки. Варианты заданий приведены ниже (Таблица 2).
Радиус сферы, относительно которой в пропорциях строятся остальные детали: 30 мм
Таблица 2 – Расчетные случаи для контактной задачи
Варианты |
Тип тел |
Тип нагрузки, диапазон |
Материал тел |
1 |
Сфера + сфера |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Сталь + алюминий |
2 |
Сфера + плоскость |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Сталь + алюминий |
3 |
Сфера + сфера с большим радиусом (х2) |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Сталь + медь |
4 |
Сфера + сфера |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Сталь + алюминий |
5 |
Сфера + плоскость |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Сталь + алюминий |
6 |
Сфера + сфера с большим радиусом (х3) |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Сталь + медь |
7 |
Сфера + сфера |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Алюминий + медь |
8 |
Сфера + плоскость |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Алюминий + сталь |
9 |
Сфера + сфера с большим радиусом (х4) |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Медь + Сталь |
10 |
Сфера + сфера |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Алюминий + сталь |
11 |
Сфера + плоскость |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Алюминий + сталь |
12 |
Сфера + сфера с большим радиусом (х5) |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Медь + Сталь |
13 |
Куб с фасками + куб с фасками |
Сила, 1000, 2000…10000 Н |
Сталь + сталь |
14 |
Куб с фасками + куб с фасками |
Сила, 1000, 2000…10000 Н |
Сталь + медь |
15 |
Куб с фасками + куб с фасками |
Сила, 1000, 2000…10000 Н |
Сталь + алюминий |
16 |
Сфера + впадина в виде сферы с большим радиусом (х2.2) |
Давление, 100, 200…1000 МПа |
Сталь + медь |
17 |
Сфера + впадина в виде сферы с большим радиусом (х2.5) |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Алюминий + медь |
18 |
Сфера + впадина в виде сферы с большим радиусом (х3) |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Алюминий + сталь |
19 |
Сфера + впадина в виде сферы с большим радиусом (х4) |
Сила, 100, 200…1000 Н |
Медь + Сталь |
20 |
Сфера + сфера |
Давление, 10, 20…100 МПа |
Сталь + Полиэтилен |
Требования к модели: задача считается в симметричной постановке: ¼ (Рисунок 11); в зоне контакта создать объем для генерации более мелкой сетки; разделенные объемы одной делали объединить командой Form New Part.
Требования к сетке: сетку выполнить гексогональными элементами; контакт с трением, коэффициенты трения принять согласно рекомендациям (Таблица 3); для увеличения скорости расчета ограничить кол-во созданных элементов 10000, регулировать кол-во элементов. Кол-во элементов регулируется параметром Relevance для сетки и инструментом Sizing для установки размера элементов.
Таблица 3 – Приближенные значения коэффициентов трения различных пара материалов
Пара материала |
Коэффициент трения скольжения |
Сталь + Сталь |
0.1 |
Сталь + Алюминий |
0.2 |
Сталь + Медь |
0.3 |
Пример решения контактной задачи двух сфер одинакового радиуса, выполненных из стали представлен ниже (Рисунок 10, Рисунок 11).
Рисунок 10 – Настройка размерности сетки в зоне контакта
Рисунок 11 – Эквивалентные напряжения в зоне контакта
Новое: опции контакта, трение, начальный контакт, несколько шагов решения, история нагрузки, Большие деформации, график сходимоти