Abaqus案例11 | 同心轴接触分析

本案例两个同心轴之间的接触分析，主要介绍面光顺选项，接触分析经常用到。

问题描述

里面的轴往上推，考察其接触应力；同心轴装配结构如下图所示。

材料信息

Steel；杨氏模量：200GPa；泊松比：0.3；

工作目录

选择File > Set Work Directory设定工作目录

几何模组

单击Open，从工作目录选择Bar.cae并打开

属性模组

装配模组

分析步模组

分析程序会选择使用Static, General。仅需要一个分析步，注意下增量，初始增量大小为0.01。不用开几何非线性，开了只会费电脑。

• 定义边界

在Load模组下，点击Create Boundary Condition。定义对称面的法向，防止穿过。初始条件下轴向方向不允许有位移，U2被限制。

• 定义载荷

在Load模组下，我们通过修改边界来施加位移以完成载荷施加。

交互模组

面面接触，摩擦系数0.1

网格模组

切换至Mesh模组，注意网格划分与单元分配是处在同一个模组下。

使用的单元类型为C3D8。

分析任务

切换至Job模组，新建分析任务，直接提交即可。

可视化模组

切换至Visualization模组

• Mises

其实我比较感兴趣是接触面的应力分布，所以考虑移除外侧的部件，仅仅显示里面的。

接触压力分布挺平滑的，好吧，本来想介绍下平滑选项，看来默认它就是开启的咯。不过还是看看面光顺选项：

如果没有开启会怎么样呢，关闭以后试试。

好吧，挺难看的，接触面没道理某些地方高某些地方低。会不会网格的问题，将网格细化一半再试算。

看着好一点，与网格粗糙度有一定关系，看来这个选项是粗网格也能得保证接触精度？

有没有发现是轴对称？下面试试2D的情况。

轴对称

• 装配

如果由插件直接生成2D模型，可能稍微有点错位

• 接触

• 边界

需要重新定义，初始条件下竖直方向约束住。修改边界来加载外载荷（位移加载）

• 网格

单元是CAX4R，分布如上图。

首先根据2D展示3D模型，只需要半个即可，尽量与上面3D一样。

180°范围分布16个周向单元，与上面3D保持一致，且注意隐藏外侧的部件。

这应力分布好像不太一样，要翻车了吗。我们去注意那个面光顺选项，看下有没有开启。

开启以后再试试计算，我们查看发现默认是不开启的，可能2D不存在着离散的问题，所以无需默认开启。

没有变化，看来这个光顺的意思很明显了，可惜的是轴对称翻车了。后面有机会再寻找原因。

作者：SimulationX

精选：王华军

编辑：刘义美 | 校对：栗夏

排版：李俊苗