轴承滚轮及MAT20材料在实体与刚性面接触中的穿透问题讨论

silu1222

      各位论坛的大侠，小弟最近在分析滚轮与地面接触中类似线接触的应力问题（轴承内圈滚轮的分析），由于理论公式按照赫兹应力算的大概1700MP左右，想用有限元分析比较下结果。                  模型很简单，单独提练出一个滚轮（R=30， L=700mm）和地面接触，地面（2D壳单元）用的MAT20刚性材料，黄色的滚轮（3d实体网格）用的MAT24，轮和地面之间做的单面接触，contact automatic single surface  同时还把滚轮和地面接触的那一条线上的节点全部equvalance了，做了类似刚形体和可变形体的连接（这样跟接触冲突吗？）  
      边界条件的施加：滚轮上面一排节点按照均布载荷，方向竖直向下朝向地面，每个节点施加  8000牛的力，而且保证和地面接触的那一排节点在直径方向上穿过圆心（尽量避免由于载荷偏心产生的转矩发生），同时固定红色面上所有节点的自由度。用的ansys_ lsdyna  12.0求解的。查看结果发现两个问题，1.最大接触应力在700兆帕左右  2，刚性的mat20地面竟然发生了穿透，位移是1mm（下图）
      
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      计算时候提示最大的max  penatration 穿透深度是1mm左右，跟结果刚性面的位移对应一致，楼主很困惑，在control contact中简单修改的接触刚度，增大刚度发现穿透深度还是在1mm左右。楼主把mat20的刚性面拉伸变成较厚的体网格，再做了一遍，没有发生穿透问题。难道那些control solid、 control shell的输出卡片不设置也可以吗，他们的作用大嘛？（自己感觉作用不大）

     耽误各位论坛大侠一点时间，小弟这么做线接触的分析可行性高吗？分析出的700兆帕跟理论计算的接触应力差很多，究竟什么原因？至于穿透，怎么修改，难道3d网格和2d面网格的单面接触在外力很大的情况下极易发生穿透吗？怎么避免呢？再次谢谢各位了！
附上k文件

daphne_wj

equvalance什么意思？

地面可以用rigidwall定义，不会穿透，看手册关于rigidwall的说明。

oppowin

equvalance 是节点合并吧？
既然采用接触处理，为何还要合并节点呢？？

daixunyang

这个是不是初始渗透问题，因为你的模型一开始就接触了，你的equvalance合并我不懂，但感觉不需要啊，要不你试试面面接触，或者打开初始渗透监测选项试试

supernovapxl

既然用接触，何必合并节点。模型有问题。

silu1222

oppowin 发表于 2014-8-15 17:05
equvalance 是节点合并吧？
既然采用接触处理，为何还要合并节点呢？？

首先谢谢您，当初并没有考虑合并节点，结果还是有穿透问题。后来考虑合并是觉得节点对应上对于力的传递可能准确些。您遇到过这种mat20材料有变形的吗？再次谢谢

silu1222

daixunyang 发表于 2014-8-16 08:52
这个是不是初始渗透问题，因为你的模型一开始就接触了，你的equvalance合并我不懂，但感觉不需要啊，要不你 ...

谢谢您的回复，可是不合并节点，还是出现mat20材料有变形的问题，这个您遇到过吗

silu1222

daphne_wj 发表于 2014-8-15 08:08
equvalance什么意思？

地面可以用rigidwall定义，不会穿透，看手册关于rigidwall的说明。

版主谢谢您，我后来改了即使不合并二者接触的节点，还是出现了mat20材料变形的问题，后来查了查关键字，我自觉得问题可能出现在  control-timestep里面，其中的两个参数 TSLIMIT 和 DT2MS设置的问题，我的壳单元10mm左右，取得积分步长 1e-6，但是DT2MS的意思没有弄懂，（什么是mass scaled）关键字查了查没有明白它解释的DT2MS绝对值和TSLIMIT的大小关系有什么影响和关系，肯请版主解释下，期待您的回复，谢谢！

杨小修

不是应该把圆柱最下面的一排节点移到MAT20里面吗 为什么要用合并呢

dh1214709773

daphne_wj 发表于 2014-8-15 08:08
equvalance什么意思？

地面可以用rigidwall定义，不会穿透，看手册关于rigidwall的说明。

版主，您好！rigidwall怎么定义尼，用哪个材料

daphne_wj

dh1214709773 发表于 2015-1-20 08:40
版主，您好！rigidwall怎么定义尼，用哪个材料

看关键字手册的详细说明即可