Особенности численного решения задачи контактного деформирования шероховатых тел в ANSYS

1 / 14

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ,
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ
ПРОГРАММ
DOI: 10.18698/0236-3933-2016-1-129-142
УДК 536.2:519.6
ОСОБЕННОСТИ ЧИСЛЕННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ КОНТАКТНОГО
ДЕФОРМИРОВАНИЯ ШЕРОХОВАТЫХ ТЕЛ В ANSYS
М.В. Мурашов, С.Д. Панин
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
Численное решение задач деформирования двух шероховатых тел и задач кон-
тактной теплопроводности затруднено ввиду большого числа параметров вы-
числительных алгоритмов, значительно влияющих на результаты решения. За-
дача деформирования нелинейна вследствие упругопластических свойств мате-
риалов и изменения геометрии контактирующих шероховатых поверхностей,
что также может оказаться препятствием для успешного проведения расче-
та. Представлены особенности решения задачи контактного деформирования
шероховатых тел в программном комплексе ANSYS. Приведен пример решения
для участка шероховатости микронных размеров. Рассмотрены возникающие
ошибки решателя и влияние сеточного разбиения. Проанализирована необходи-
мость скругления вершин элементов шероховатости. Приведены рекомендации
по выбору типов конечных элементов, а также многочисленных параметров
комплекса ANSYS для расчетов такого класса задач.
Ключевые слова: контактная тепловая проводимость, шероховатость, метод ко-
нечных элементов, упругопластическая деформация, ANSYS.
NUMERICAL SOLUTION FEATURES FOR CONTACT DEFORMATION
PROBLEM OF ROUGH BODIES IN ANSYS
M.V. Murashov , S.D. Panin
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
The numerical solution for deformation problem of two rough bodies and the contact
thermal conductance one is difficult because of a large number of computational
algorithms parameters significantly affecting the results. The deformation problem is
highly nonlinear due to elastic-plastic material properties and geometry change of the
contacting rough surfaces which can be an obstacle to successful calculations. The
article presents the features of solving the contact deformation problem occurring
between rough bodies by means of ANSYS software. The example of solution for
a micron-sized roughness domain is given. The solver errors emerging during the
solution process are considered as well as the meshing impact. The necessity of
asperity rounding is analyzed. The recommendations to choose the finite element
types as well as numerous ANSYS options for such calculations are given.
Keywords: thermal contact conductance, roughness, finite element method, elastic-
plastic deformation, ANSYS.
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 1 129