09 两圆柱弹性体接触仿真分析

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    Hertz（赫兹）接触是分析接触问题的经典模型。本文以两圆柱体接触为例，对比仿真解和解析解。

01 研究背景

Hertz接触理论的假设如下：

1）线弹性假设，材料线性；

2）小变形假设，几何线性；

3）无摩擦假设，接触非线性；

02 几何模型

几何模型如下图所示。两圆柱弹性体垂直接触。

03 材料模型

本文使用到的所有材料参数如下。

    线弹性。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。

05 边界条件

    固定下方圆柱两端面，上方圆柱两端面施加垂直向下位移。

06 仿真分析

    假设垂直向下位移是0.1mm。

    接触穿透为0。

    法向力。

    根据如下公式计算，可得接触压力为2713MPa。

    最大接触压力如下图所示。数值解和解析解基本一致。

07 赫兹理论简介

    两圆柱弹性体接触，等效弹性模量和等效曲率半径的计算公式。

    等效弹性模量。

    等效曲率半径。

    法向力和接触压力的关系。

08 验证

    将位移载荷换成力载荷，大小为6979.9N。

    法向力。

    最大接触压力如下图所示。