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数控折弯机接触问题分析
发布时间:2021-02-10 08:27浏览次数:
在工程中的接触问题是多种多样的,一般包括以下几类:
1. 弹性体的接触:主要研究弹性体之间或者弹性体与刚性之间的相互接触,该种情况下,虽然对于分析对象来说,其材料本构关系是线性的,但是存在着表面非线性。
2. 塑性体的接触:主要研究弹塑性接触、刚性物体和塑性之间的接触以及塑性物体和塑性物体的接触问题等等。在这种情况下,材料发生屈服,应力应变之间的本构关系非常复杂,属于材料非线性和表面非线性的耦合范畴。
3. 粘弹性体的接触:主要研究粘弹性体同刚性体的接触、粘弹体与粘弹体的接触问题。在粘弹性体接触过程中,尽管应力应变是线性的,但是其系数和时间、速率有关系。
4. 变形固体和液体之间的接触:研究固体和液体的耦合问题。例如润滑油膜和机械零件的接触问题等。
对于上述接触问题,一般来说有两种解法:解析法和数值法。对于接触问题的解析法,常称为经典接触力学,经典的赫兹接触问题可以求解位移势函数、拉普位移函数等,但是经典的接触力学只能求解一些几何形状比较规则的物体, 应用范围非常的有限,不过它能给出封闭的解,揭示一般规律。随着计算机和数值计算理论的发展,特别是有限元理论的迅速发展,大型的专用有限元商品软件的应用,人们开始尝试用数值解来研究接触问题。虽然用数值解不能得出接触问题一般性的函数关系,但用数值解可以求解很多复杂的接触问题,使得数值解在工程运用中具有很大的实用价值,并且取得了很多重要的成果。但是, 接触问题是典型的状态非线性问题,它是一种高度非线性行为,即使是使用高性能的计算机,对于接触问题的求解也往往也需要花费很长时间。其存在着两个较大的难点:第一:求解问题前,不知道确定的接触区域,表面之间是接触或者分开是未知的,突然变化的,它随着载荷、材料、边界条件和其它因素而定。第二:大多的接触问题需要计算摩擦,由于存在着摩擦,使得问题的收敛性变的困难。

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