文档介绍：基于 ANSYS 与 ABAQUS 的赫兹接触问题
有限元分析对比
郭波
[长春设备工艺研究所,长春 130012]
[ 摘要] 分别应用 ANSYS 软件与 ABAQUS 软件求解某精密部件的赫兹接触问题,并通过实验结果验
证有限元分析结果的计算精度,结果显示 ANSYS 软件在求解精密部件的赫兹接触问题方面具
有较高的求解精度。
[ 关键词] ANSYS,ABAQUS,赫兹接触,有限元
Finite element analysis of Hertz contact problem based on
ANSYS and ABAQUS
GUO Bo
[Changchun Equipment &Technology Research Institute , Changchun 130012]
[ Abstract ] Solve Hertz contact problem both using ANSYS and ABAQUS, then verificate the
computational accuracy of the Finite element analysis. The result shows, it has
higher calculation precision in terms of Hertz contact problem of ANSYS in
solving ponents.
[ Keyword ] ANSYS,ABAQUS, Hertz contact, Finite element analysis
1 前言
接触分析能够解决典型的状态非线性问题,在工程中应用广泛。由于传统的赫兹接触
理论是在许多假设的前提下推导的近似解,而且在许多场合这些假设的前提是不成立的,
因此运用赫兹理论来解决接触问题存在一定的局限性。近年来,随着计算机技术的普及,
各种商用有限元分析软件逐步发展,有限元方法已成为应用广泛并且实用高效的求解接触
问题的数值分析方法。ANSYS 软件和 ABAQUS 软件是工程中应用最广泛的商用有限元分
析软件。ANSYS 软件是融合结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元
分析软件。ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件,其解决问题的范围从相对
简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。相比之下,在求解实际工程问题的运用之中,
两者各有优势。针对具体工程问题的求解,该选取何种有限元软件,亦是仁者见仁智者见
智。本文针对某精密部件的赫兹接触问题,运用 HyperMesh 软件进行网格划分,运用 ANSYS
软件和 ABAQUS 软件分别进行求解计算,并通过实验结果验证有限元分析结果的计算精
度,为大家求解类似问题,提供参考。
2 赫兹接触问题的有限元分析
问题描述
待求解的接触问题为一刚度较大的球上方施加力(500μN)去压一软性材质的圆柱与
基座,如图 1 所示。基座尺寸为 300μm×300μm×100μm,圆柱半径 R=25μm,高为 50μm,
基座与圆柱为一体,材料相同,弹性模量 E=,泊松比 v=。