纤维拔出时Coulomb摩擦界面应力传递

假设纤维/基体界面分离区域内的摩擦剪切应力遵循Coulomb摩擦律,包括泊松效应的影响,建立了纤维拔出时的摩擦界面应力传递模型,获得了包含摩擦滑移和由纤维/基体热失配引起的法向残余热应力效应的纤维轴向应力和界面剪切应力的表达式.对纤维增强复合材料SCS-6/Ti-6Al-4V作参数化的数值计算,且和有限元结果进行比较.结果表明,随纤维轴向位置的增加,纤维轴向应力和界面剪切应力均减小;法向残余热应力、高纤维体积分数和短纤维延缓纤维失效.

封隔器胶筒大变形的粘—滑摩擦接触分析

采用罚函数方法,结合橡胶大变形问题的增量分析过程,考虑封隔器胶筒与套管之间的粘—滑摩擦接触问题,研究摩擦因数变化对接触压力的影响规律。给出解决封隔器胶筒摩擦接触问题的数值方法,并在此基础上对胶筒与套管之间的摩擦接触进行有限元分析,分析得到采用大变形非线性粘弹性理论和接触摩擦描述的有限元模型,可以比较准确模拟封隔器在坐封和工作过程中胶筒接触压力和变形的情况,结果表明,摩擦因数变化对封隔器胶筒的接触压力有着较明显的影响。

金属成形数值模拟中的接触单元法

给出了一种基于罚函数方法及库仑摩擦规律的点—面接触形式的接触单元法。根据等向滑动函数的概念 ,推导了粘着接触与滑动接触的接触单元刚度矩阵。由于这种方法在单元积分点引入接触约束 ,扩大了接触搜索面积 ,因而接触计算更加稳定。数值计算表明该方法能得到较好的结果。

库仑摩擦接触问题的位移─力混合接触单元

针对Coulomb摩擦接触问题的位移-力混合接触单元，为了防止接触面嵌入量太大，对于粘接状态在修正接触边界法向位移的同时，提出了一种修正切向位移的方法；为了利用FEM软件包的求解器，将接触单元滑动接触状态的单元刚度矩阵作了对称化处理，从而达到整个问题的总刚对称：这就很好地解决了有间隙接触问题。实例验证结果表明，所提出的方法是有效、可行的。

Analysis and Numerical Approximation of an Electro-Elastic Frictional Contact Problem

We consider a mathematical model which describes the static frictional contact between a piezoelectric body and a conductive foundation.A non linear electro-elastic constitutive law is used to model the piezoelectric material.The unilateral contact is modelled using the Signorini condition,nonlocal Coulomb friction law with slip dependent friction coefficient and a regularized electrical conductivity condition.Existence and uniqueness of a weak solution is established.A finite elements approximation of the problem is presented,a priori error estimates of the solutions are derived and a convergent successive iteration technique is proposed.

基于库伦摩擦效应的箔片轴承极限承载力理论与试验

基于有限单元法建立了考虑库伦摩擦的波箔型径向气体箔片轴承的箔片结构模型,采用有限差分法和有限单元法耦合求解Reynolds方程和气膜厚度方程,通过求解轴颈达到极限偏心率时的轴承极限承载力,研究了箔片结构库伦摩擦效应对轴承极限承载力的影响规律,并搭建了轴承极限承载力测试试验台,利用温度法测量了两个具有不同轴承壳内表面粗糙度的波箔型径向气体箔片轴承的轴承极限承载力.通过对比分析仿真结果与试验结果表明:轴承壳圆柱孔内表面粗糙度为0.4μm的轴承在10000r/min和20000r/min下,轴承极限承载力分别为15.5N和42.3N;而表面粗糙度为1.6μm的轴承极限承载力为10.9N和29.6N,这是由于波纹箔片和轴承壳体之间的库伦摩擦力增大了波纹箔片的刚度,因此增大箔片结构摩擦因数使得轴承极限承载力降低,并且仿真结果变化趋势和试验结果变化趋势吻合.

三维FEM/DEM中摩擦力的实施及验证

块体间的相互碰撞、滑移均涉及到摩擦力的问题,但原有的三维有限元/离散元(FEM/DEM)并未考虑摩擦力的作用,为解决这一问题,首先论述三维FEM/DEM中基于势的接触力,指出势是对嵌入及接触所存储能量的表征,势越大表示嵌入量越大,接触所存储的能量越大。然后,在原有三维FEM/DEM中加入经典的库仑摩擦,使得原有三维FEM/DEM可以考虑摩擦力。最后,通过有解析解的斜面滑块算例和拱桥垮塌算例验证实施库仑摩擦的正确性,结果表明斜面滑块算例的数值解与解析解很好地吻合;而拱桥垮塌算例表明FEM/DEM可以解决复杂的工程问题。