Simdroid 结构非线性测试：Hertz接触
测试功能：无摩擦接触；参考文献： K.L. Johnson, Contact Mechanics, Journal of tribology, 1985, 108(4):464. 某商业软件 Benchmarks Guide.问题描述几何：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/ebe745ca-b96e-4f4b-8138-14ef6549b2f1.jpg半径10，厚度1。材料：弹性模量 E=3e7，泊松比v=0.3。边界条件：壳约束全部自由度，实体约束z方向自由度（平面应变），x=0表面约束Ux=0。荷载：上表面沿y负方向施加位移Uy=-0.4。接触：壳面选为主面，圆柱面选为从面，无摩擦接触。单元：Hex8，Tet10，Hex20。参考解由赫兹公式得出，见参考文献。结果对比三种单元得到的最大等效应力分别为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/c0ea9ad6-5817-4436-9885-9631a68667dc.png某商业软件手册中的最大Mises应力可能并不是网格收敛的解（因其云图中的网格显示较为粗糙，其加密网格后应力可能会相应的降低），笔者用Simdroid在网格相对粗糙时得到的等效应力与某商业软件更接近，随着网格的逐渐加密，最终得到表中Hex8和Tet10单元的结果。而Hex20单元存在典型的二阶serendipity单元接触问题（因其缺乏面中点导致），应力结果不可信，而某商业软件采用了变节点C3D27单元，包含面中点，所以不存在该问题。变形后的接触压力和x坐标曲线如下图：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/d84b53ba-9f88-4f2f-a3b7-b5b210d1af44.jpg作为对比，某商业软件手册中关于本问题的结果为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/81152775-2a53-4675-827a-aba1bca25957.png结果云图Hex8单元的等效应力云图为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/883cf842-acca-4c12-a77a-62f9a0739fef.jpgTet10单元的等效应力云图为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/def2509a-5feb-4ce6-98ca-35e1ecf8af75.jpgHex20单元的等效应力云图为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/30c68cad-77a3-4189-b61d-ee1fce3ed4ca.jpg某商业软件手册中关于本问题的云图为：https://cdnwww.simapps.com/upload/file/20220106/896e4801-cbeb-493f-b20b-332cc4e379f9.jpg结论各个单元的接触压力在靠近接触中心处的计算结果均与Hertz接触公式结果相一致，在远离接触中心处略有偏差。一阶六面体单元Hex8和二阶四面体单元Tet10的等效应力云图结果基本与某商业软件结果一致，Hex20单元的应力分布存在较大的偏差。导致该问题的原因主要为接触力在Hex20单元的表面上分配时采用的serendipity单元二阶形函数，会使得边中点处出现负数（即接触压力为负），从而出现局部的应力集中。
Simdroid 是由北京云道智造科技有限公司开发的基于“仿真平台+仿真APP”模式的通用多物理场仿真平台。该平台具备自主可控的结构、电磁、流体和热四大物理场求解器和多物理场仿真内核，在统一友好的环境中为仿真工作者提供了前处理、求解分析和后处理工具，同时其内置的APP开发器支持用户以无代码化开发的方式便捷封装全参数化仿真模型及仿真流程，将仿真知识、专家经验转化为可复用的仿真APP，实现知识变现。仿真APP通过APP商店Simapps 实现在线展示、交易，用户通过云端快速、便捷、低成本使用各类工业APP，真正实现普惠仿真的愿景。Simdroid 已经开展了广泛的商业化推广，在电力、家电、生物医疗、电子信息、航空航天等行业领域得到了工程化应用。了解详情及申请试用：www.simapps.com/v/28706.html
页:
[1]