文档介绍：摘要论文对经典接触计算方法与有限元接触问题计算方法进行了对比研究。经典的计算方法结果精确,计算简便,但是应用的范围有限;有限元法相对复杂,但是应用的范围很广泛。用两种方法同时对简单形状物体的接触问题进行计算,验证了有限元法计算接触问题的结果是完全正确的。本文所讨论的飞机投放挂架的接触面形状复杂,包含多面的接触,并且发生了较大的塑性变形,很难运用经典的接触力学来求解接触面处的塑性变形,需要运用有限元的方法求解。通过运用邢拊H砑苑苫斗殴壹芙薪哟シ析,获得了挂架的塑性变形大小,为对挂架进行结构改进奠定了基础。总结了在进行接触计算时需要注意的问题以及一些重要的技术难题处理,如网格的划分,接触对的建立与调整等关键技术。最后,研究了摩擦力对挂架投放性能的影响,对挂架的结构进行修改,运用砑心D夥治觯橹ち私峁剐薷男Ч窍灾模饩隽朔苫斗殴壹存在的塑性变形过大以及难投放的问题。飞机投放挂架有限元塑性变形接触分析关键词:
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第一章绪论问题的提出及工程意义本章首先叙述了进行弹塑性接触问题研究的原因与意义,然后简述国内外对弹塑性接触问题研究的现状与发展,最后概括了本文所做的工作。在线性分析中,假设本构关系是线性的,即应力与应变呈线性关系,在大多数情况下,能给分析带来既简单又相当准确的结果。但是在有些情况下,例如材料处于高应力状况,结构内有应力集中,结构在高温、变载荷环境下工作等情况,材料不再呈线性状态,而成为非线性状态。如果进一步观察,在结构中,这些材料中呈现非线性状态的区域往往为结构局部区域,但破坏与损伤却由这些区域开始,以至于导致结构失效。因此研究材料非线性问题为实践所需。此类问题又进一步划分为弹塑性、蠕变、粘弹性、粘塑性问题。从另一个角度讲,随着新材料的发展,需要进一步挖掘材料的潜力以提高结构承载能力。因此,材料非线性问题的应力和变形分析在工程实践中有着极其重要的意义。例如,塑料部件的应用、岩土力学的发展、燃气轮机叶轮的超速工艺接触问题在工程结构的分析中大量存在,如经典力学中的铁路和交通工程中桥梁与混凝土基础的准静态接触;火车车轮与轨道、轮胎与路面的滚动接触;机械工业中滚珠轴承、齿轮啮合、紧配合等;石油工业中钻柱与井壁的接触、钻头与岩石的接触以及现代科技发展所带来的微机械与微电子中的接触问题和生物摩擦学中的接触问题等。这些接触作用对结构与接触体的寿命和性能起着关键的作用。接触问题作为工程问题之一,属于典型的非线性问题,在载荷作用下接触边界条件在计算开始前无法确定,接触状态是计算的结果,两接触物体之间的接触接触问题是一个十分普遍的问题,然而人们对它的研究直到世纪末期才开展,在接触问题的计算上出现了多种数值计算方法,这些方法能够准确的计算复虽然在数学和力学上已经对其进行了广处理等问题,都必须进行精确的非线性弹塑性分析。面积、压力分布及接触变形量,随外载荷变化并与接触体的刚度有关。始,当时人们通过运用积分方程求解简单形状物体的接触,推导出了简单形状物体接触的基本公式,但是这些公式的应用十分有限。随着电子计算机的出现和发杂形状物体的接触情况,并且对于材料塑性变形的计算也取得了很好的效果。摩擦接触问题属于非光滑力学范畴,泛的研究,但由于其模型和解法的困难,仍然是数学和工程领域中最具挑战性的
,特别是有限元法和以有限元法为核心的技术的快速发展,为求解工程中复杂接触问题提供了有力的手段。有限元法将求解区域划分为一系列单元,单元之间以节点连接。由于单元形状简单,易于用平衡关系或能量关系建立节点之间的方程式,然后将各个单元方程“组集”在一起形成总体方程组,加入边界条件后即可对方程组求解。有限元技术的发展以及在商业需求的推动下,目前,国际上推出很多的大型有限元软件,例如、、等,这些软件大都提供了丰富的单元类型,材料库及多种求解方法,具有很强的工程分析能力,这些本文所要分析的飞机投放挂架是一个运用于飞机上的挂物投放结构,具有十分重要的作用。该机构已经投入到实际的运用中,取得了不错的效果。但是仍然存在一些问题,如机构不能进行静力释放,塑性变形过大导致机构无法重复利用。因此,本文正是在这一工程背景下,通过运用有限元软件愿没菇接触塑性变形分析,找出问题存在的原因,并对结构进行修改和优化,使该机构能在实际中获得更好的运用。接触力学的研究工作可以追溯到年诎亓执笱Х⒈淼难趼畚摹奥保侍馐怯刹A妇档墓獠ǜ缮嬉起的。两个相接触的球形透镜受压后其弹性变形对于涉条纹图像存在着有趣的影响,从条纹图不难想象接触面保持椭圆型区域,于是推出接触压力呈椭圆型分布。这个结论一直在铁路、齿轮、轴承工业的发展中起着重要的作用。实际上,砺劢鱿抻诶硐氲蕴宓奈弈Σ两哟ァ6兰拖掳胍督哟チ学便超出了这个限制,开始对接触体表