ctn高等计算力学报告

高等计算力学课程报告——带预紧力螺钉的接触分析算例研究学院：班级：姓名：学号：一、接触问题概述接触问题是生产和生活中普遍存在的力学问题。接触过程中两个物体在接触截面上的相互作用是复杂的力学现象，同时也是它们损伤至失效和破坏的重要原因。接触问题是一种典型的边界条件非线性问题，其特点是：边界条件不是在计算的一开始就可以全部给出的，而是在计算过程中确定的。接触问题的求解有两种方法：1.经典方法，用有限元求解，通过迭代进行计算；2.数学规划方法，利用基于有限元离散的数学规划方法直接求系统总势能极值（或驻值）问题。二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究算例背景如图，底座和盖板通过螺钉连接在一起（只在底座上有螺纹，盖板上没有螺纹），底座固定。螺钉本身有15000N的预紧力，盖板的端面收到斜向的面载荷Pg=10MPa。各部件的材料特性为弹性模量E=210000MPa，泊松比μ=0.3.各接触面之间的摩擦系数为0.15.要求准确模拟螺钉的预紧力，并确定盖板端面（斜向拉力的作用面）顶部的位移。有限元分析软件：ABAQUS二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（一）创建部件二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（二）创建材料和界面属性二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（三）定义装配件1.在Assembly功能模块选中全部部件来添加实体。2.为盖板确定正确的位置二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究2.为盖板确定正确的位置二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（四）为螺钉划分网格1.分割螺钉二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（四）为螺钉划分网格2.设置全局种子并在螺钉与盖板接触的面增加种子密度3.设置网格参数二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（四）为螺钉划分网格4.设置单元类型5.划分网格二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（五）定义接触和绑定约束1.定义接下来要用到的各个面二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（五）定义接触和绑定约束2.在螺纹处定义绑定约束二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（五）定义接触和绑定约束3.定义接触属性中的库伦摩擦（摩擦系数0.15）二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（五）定义接触和绑定约束4.分别定义盖板与螺钉和底座的接触二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（六）定义分析步1.分析本模型中可能出现的刚体位移本模型中盖板缺乏足够的约束条件，需要额外的分析步和边界条件。2.根据上述考虑确定分析步S初始：施加底座上的固支边界条件和模型的对称边界条件S1：在盖板的端面施加临时固支边界条件，在螺钉上施加很小的预紧力，让各接触关系平稳的建立起来。S2：去掉临时固支边界条件，保持很小的预紧力不变。S3：预紧力增加到7500N。S4：将螺钉的预紧力改为固定螺钉的长度。S5：施加盖板端面上10MPa的斜向拉力。二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（六）定义分析步1.分析本模型中可能出现的刚体位移本模型中盖板缺乏足够的约束条件，需要额外的分析步和边界条件。2.根据上述考虑确定分析步二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（七）施加载荷二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（八）定义边界条件1.为定义边界条件的区域创建集合二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（八）定义边界条件2.定义边界条件二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（九）创建分析作业并提交分析二、带预紧力螺钉的接触分析算例研究（十）后处理三、小结ABAQUS是功能强大的有限元软件，可以分析复杂的固体力学和结构力学系统，模拟非常庞大复杂的模型，处理高度非线性问题。对于多部件问题，可以首先为每个部件定义材料参数，划分网格，然后将它们组装成完整模型。在非线性分析中，ABAQUS能够自动选择合适的载荷增量和收敛准则，并在分析过程中不断地调整这些参数值，确保获得精确的解答。使用ABAQUS进行有限元分析的步骤一般为：创建部件—创建材料和界面属性—定义装配件——划分网格——设置分析步—定义边界条件和载荷—提交分析作业谢谢观看！