接触刚度

关于接触刚度的讨论

关于接触刚度的讨论（转载）2008-09-11 10:11 阅读65 评论0字号：大中小BBS 锦城驿站我最近在做接触分析，老觉得不合理。

接触刚度应该是与接触面等材料属性有关，为什么还要自己定义这个刚度？我仿照《使用ANSYS6。

1进行结构力学分析》里面的接触例子，求解时出现real constant2 ha s been referenced by element types element types1 and 2 one of which is contact element.书上说的是通过共享实常数来判别接触对，为什么又出现这样的错误提示呢？请大家帮忙。

决定接触刚度所有的接触问题都需要定义接触刚度，两个表面之间渗量的大小取决了接触刚度，过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态，而造成收敛困难，一般来谘，应该选取足够大的接触刚度以保证接触渗透小到可以接受，但同时又应该让接触刚度足够小以使不会引起总刚矩阵的病态问题而保证收敛性。

程序会根据变形体单元的材料特性来估计一个缺省的接触刚度值，你能够用实常数FKN来为接触刚度指定一个比例因子或指定一个真正的值，比例因子一般在0.01和10之间，当避免过多的迭代次数时，应该尽量使渗透到达极小值。

为了取得一个较好的接触刚度值，又可需要一些经验，你可以按下面的步骤过行。

1、开始时取一个较低的值，低估些值要比高估些值好因为由一个较低的接触刚度导致的渗透问题要比过高的接触刚度导致的收敛性困难，要容易解决。

2、对前几个子步进行计算3、检查渗透量和每一子步中的平衡迭代次数，如果总体收敛困难是由过大的渗透引起的（而不是由不平衡力和位移增量引起的），那么可能低估了FKN的值或者是将FTOLN的值取得大小，如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值需要过多的迭代次数，而不是由于过大的渗透量，那么FKN的值可能被高估。

4、按需要调查FKN或FTOLN的值，重新分析。

adams中接触力参数

adams中接触力参数在物理学中，Adams是一种多体动力学仿真软件，用于模拟多个刚体或弹性体在接触、碰撞、运动等物理过程中的相互作用。

在Adams中，接触力参数是模拟中一个重要的因素，它描述了接触物体之间的力学特性和行为。

下面是一些与Adams中接触力参数相关的参考内容：1. 接触力模型：在Adams中，可以选择不同的接触力模型来模拟物体之间的接触力。

常见的模型包括弹簧-阻尼模型、Hertz接触模型和Coulomb摩擦模型等。

在模型中，接触力参数会影响弹簧的刚度、阻尼比、接触点的形变等，从而影响接触力的大小和性质。

2. 接触刚度：接触刚度是指两个接触物体之间的弹性变形程度对接触力的影响。

在Adams中，可以通过调整接触刚度参数来改变接触物体的刚度，从而影响接触力的大小和分布。

3. 接触阻尼：接触阻尼描述了接触物体之间的相对运动对接触力的影响。

在Adams中，可以通过增加接触阻尼参数来增加接触物体之间的摩擦力，从而影响接触力的大小和动态行为。

4. 接触刚度曲线：在某些情况下，接触物体之间的力学行为可能会随着加载和卸载的过程而变化。

在Adams中，可以通过定义接触刚度曲线来模拟这种行为。

曲线上的数据点会影响接触力的变化情况，进一步影响仿真结果。

5. 接触力分布：接触力分布描述了接触物体上各个接触点的力学行为。

在Adams中，可以通过调整接触力分布参数来指定接触点的位置和分布情况，从而影响接触力的大小和方向。

6. 摩擦力：在Adams中，可以通过设置接触表面之间的摩擦力参数来模拟接触物体之间的摩擦行为。

摩擦力参数包括静摩擦系数和动摩擦系数，分别描述了两个物体在静止和运动状态下的摩擦特性。

7. 接触冲击：在Adams中，接触物体之间的接触冲击是通过设定补偿、阻尼或初始速度等参数来模拟的。

这些参数会影响接触冲击的强度、持续时间、性质等。

以上是关于Adams中接触力参数的相关参考内容。

Adams作为一种强大的多体动力学仿真软件，提供了丰富的参数和选项，使得用户可以灵活地模拟和调整物体之间的接触力行为，以获得准确的仿真结果。

ansys接触刚度[必读]

决定接触刚度所有的接触问题都需要定义接触刚度，两个表面之间渗量的大小取决了接触刚度，过大的接触刚度可能会引起总刚矩阵的病态，而造成收敛困难，一般来谘，应该选取足够大的接触刚度以保证接触渗透小到可以接受，但同时又应该让接触刚度足够小以使不会引起总刚矩阵的病态问题而保证收敛性。

程序会根据变形体单元的材料特性来估计一个缺省的接触刚度值，你能够用实常数FKN来为接触刚度指定一个比例因子或指定一个真正的值，比例因子一般在0.01和10之间，当避免过多的迭代次数时，应该尽量使渗透到达极小值。

为了取得一个较好的接触刚度值，又可需要一些经验，你可以按下面的步骤过行。

1、开始时取一个较低的值，低估些值要比高估些值好因为由一个较低的接触刚度导致的渗透问题要比过高的接触刚度导致的收敛性困难，要容易解决。

2、对前几个子步进行计算3、检查渗透量和每一子步中的平衡迭代次数，如果总体收敛困难是由过大的渗透引起的（而不是由不平衡力和位移增量引起的），那么可能低估了FKN的值或者是将FTOLN的值取得大小，如果总体的收敛困难是由于不平衡力和位移增量达到收敛值需要过多的迭代次数，而不是由于过大的渗透量，那么FKN的值可能被高估。

4、按需要调查FKN或FTOLN的值，重新分析。

在有限元分析中，接触单元通常用来描述两物体相互接触或滑动的界面。

近年来，ANSYS开发了一系列的接触单元。

刚开始有节点对节点单元CONTAC12和CONTAC52，接着有节点对地单元CONTAC26，然后有节点对面单元CONTAC48和CONTAC49。

最近几年，我们引入一类面对面接触单元CONTA169和CONTA174，同时还有一种新的节点对节点单元CONTA178。

虽然接触单元的参数具有多样性，但我们在使用他们时可谨记重要的一点，他们具有一个共同的特点，即除了CONTA178的KEYOPT（2）=0或1外，所有的接触单元都有接触刚度。

在现实中实际上相邻结构之间只是一种空隙，但在有限元分析中，这种空隙是一带有刚度的接触单元，这是因为通过刚度矩阵来实现接触算法的。

abaqus剑桥模型符号对应参数

abaqus剑桥模型符号对应参数Abaqus是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它可以模拟各种复杂的工程问题。

在Abaqus中，剑桥模型是一种常用的接触模型，用于描述两个物体之间的接触行为。

剑桥模型的符号对应参数主要包括以下几个方面：1. 初始刚度（K）：表示接触物体在接触前的自由刚度。

当两个物体接触时，它们的刚度将受到接触刚度的影响。

初始刚度越大，物体在接触前的变形越小。

2. 接触刚度（Kc）：表示两个物体在接触过程中的刚度。

接触刚度可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

接触刚度越大，物体在接触过程中的变形越小。

3. 摩擦系数（mu）：表示两个物体在接触过程中的摩擦力。

摩擦系数可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

摩擦系数越大，物体在接触过程中的摩擦力越大。

4. 切向刚度（kt）：表示两个物体在接触过程中的切向刚度。

切向刚度可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

切向刚度越大，物体在接触过程中的切向变形越小。

5. 切向摩擦系数（mut）：表示两个物体在接触过程中的切向摩擦力。

切向摩擦系数可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

切向摩擦系数越大，物体在接触过程中的切向摩擦力越大。

6. 法向刚度（kn）：表示两个物体在接触过程中的法向刚度。

法向刚度可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

法向刚度越大，物体在接触过程中的法向变形越小。

7. 法向摩擦系数（mup）：表示两个物体在接触过程中的法向摩擦力。

法向摩擦系数可以是恒定的，也可以是与位移或压力相关的函数。

法向摩擦系数越大，物体在接触过程中的法向摩擦力越大。

8. 阻尼系数（d）：表示两个物体在接触过程中的阻尼效应。

阻尼系数可以是恒定的，也可以是与位移或速度相关的函数。

阻尼系数越大，物体在接触过程中的阻尼效应越明显。

9. 粘性系数（v）：表示两个物体在接触过程中的粘性效应。

粘性系数可以是恒定的，也可以是与位移或速度相关的函数。

机械结合面动态特性及应用

机械结合面动态特性及应用机械结合面动态特性及应用机械结合面是指两个或多个机械零件之间的接触面。

在机械系统中，机械结合面的动态特性对于系统的性能和稳定性具有重要影响。

本文将从机械结合面的动态特性和应用两个方面进行探讨。

一、机械结合面的动态特性1. 接触刚度：接触刚度是指机械结合面在受力作用下的变形程度。

接触刚度越大，机械结合面的变形越小，系统的刚度越高。

接触刚度对于机械系统的动态响应和稳定性具有重要影响。

2. 摩擦特性：机械结合面的摩擦特性是指在接触面上产生的摩擦力和摩擦系数。

摩擦特性对于机械系统的动态响应和能量损耗具有重要影响。

合理选择摩擦系数可以提高系统的传动效率和稳定性。

3. 动态特性：机械结合面的动态特性包括共振频率、振动幅值和振动模态等。

共振频率是指机械结合面在受激励时产生共振的频率。

振动幅值是指机械结合面在共振频率下的振动幅度。

振动模态是指机械结合面在共振频率下的振动形态。

了解机械结合面的动态特性可以帮助我们优化系统设计和控制。

二、机械结合面的应用1. 传动系统：机械结合面在传动系统中起到连接和传递动力的作用。

例如，齿轮传动中的齿轮齿面、链条传动中的链条接触面等。

合理选择和设计机械结合面可以提高传动效率和传动精度。

2. 轴承系统：机械结合面在轴承系统中起到支撑和传递载荷的作用。

例如，滚动轴承中的滚动体和滚道之间的接触面。

合理选择和设计机械结合面可以提高轴承的寿命和运行稳定性。

3. 密封系统：机械结合面在密封系统中起到防止介质泄漏和外界杂质进入的作用。

例如，密封件与密封面之间的接触面。

合理选择和设计机械结合面可以提高密封系统的密封性能和可靠性。

4. 制动系统：机械结合面在制动系统中起到制动和摩擦的作用。

例如，刹车片与刹车盘之间的接触面。

合理选择和设计机械结合面可以提高制动系统的制动效果和稳定性。

5. 润滑系统：机械结合面在润滑系统中起到减少摩擦和磨损的作用。

例如，润滑油膜与机械结合面之间的接触面。

接触刚度、接触穿透、接触压力之间是什么关系

接触刚度、接触穿透、接触压力之间是什么关系？
这个问题是比较经典而又基础的问题，根据接触定义（参见JONSON的CONTact mechanics)Ｐ＝ＫＤ
其中Ｐ表示接触压力，Ｋ表示接触刚度，Ｄ表示接触穿透，有了这个公式，你可以看出：（１）接触压力由接触刚度和虚拟穿透量决定；
（２）给定刚度下，穿透值越大，接触压力越大；
（３）给定穿透量，接触刚度越大，接触压力越大；
（４）给定接触压力，接触刚度和穿透量成反比；
此外，接触刚度Ｋ＝k*E,其中k为惩罚系数，一般对于ＣＯＮＴＡＣＴ单元，设置的为k，而几个特殊单元设置的是K，这两种不要混了。

对于一般接触问题k＝0。

1——1，如果是大弯曲现象，k＝0.01~0.1,这是理论参考值，由ANSYS公司提供的，实际上，对于给定问题，如果要求较高精度，建议自己多次设定k值，得到k与接触压力最大值之间的关系，找到最大k值，使Pmax不再变化，这是理想的状态，当然，计算时间不能太高，因为k越大，计算时间肯定越久，我一般在晚上求最大值，早上发现还没有算完，则前一个值就是应用值子！。

不同金属之间的接触刚度

不同金属之间的接触刚度
接触刚度是指在两个物体接触面上的单位面积上施加力的大小。

在不同金属之间的接触中，接触刚度是非常重要的参数。

不同金属之间的接触刚度取决于它们的物理和化学属性。

例如，铜和铝之间的接触刚度比铜和钢之间的接触刚度小。

这是因为铝和铜都是软金属，而钢是硬金属。

因此，当铝和铜接触时，它们的表面几乎可以完全贴合，而钢和铜之间的接触则会有更多的间隙和变形。

接触刚度对于金属件的设计和结构分析至关重要。

在不同金属之间的接触中，接触刚度的变化会影响到金属件的强度、变形和疲劳寿命。

因此，工程师必须考虑不同金属之间的接触刚度以及它们的相互作用。

为了准确测量不同金属之间的接触刚度，需要使用专门的仪器和测试方法。

一种常用的方法是使用压力传感器和机械臂来施加力并测量接触面上的变形和应力。

这样可以确定不同金属之间的接触刚度，并根据需要进行进一步的分析和设计。

总之，不同金属之间的接触刚度是一个重要的物理参数，它对金属件的性能和寿命有重要影响。

工程师必须考虑到这一点，并使用适当的方法和工具来测量和分析不同金属之间的接触刚度。

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abaqus中提高接触刚度的方法

abaqus中提高接触刚度的方法
在ABAQUS中，可以通过以下几种方法提高接触刚度：
1. 增加接触面的法向刚度：通过调整接触面的法向刚度参数可以提高接触刚度。

在ABAQUS中，可以通过编辑接触对的初始条件或接触属性来调整法
向刚度。

2. 增加接触面的切向刚度：切向刚度是指接触面在切向方向上的刚度。

通过调整接触面的切向刚度参数，可以提高接触刚度。

同样，在ABAQUS中，
可以通过编辑接触对的初始条件或接触属性来调整切向刚度。

3. 使用高强度的材料：在模拟中，可以使用具有高弹性模量和泊松比的材料来提高接触刚度。

例如，使用钛合金或钢材等高强度材料可以增加接触刚度。

4. 优化模型几何形状和网格密度：通过优化模型几何形状和增加网格密度可以提高接触刚度。

在ABAQUS中，可以通过调整模型几何形状和网格密度
来影响接触刚度。

5. 增加预加载压力：在某些情况下，可以通过增加预加载压力来提高接触刚度。

预加载压力可以消除接触面之间的初始间隙，从而提高接触刚度。

需要注意的是，提高接触刚度的方法需要根据具体情况进行调整和优化。

在ABAQUS中，可以通过多种方式来调整接触刚度，但同时也需要注意模拟
的稳定性和准确性。

接触刚度的计算

step(time,0,0d,0.68,-12000d)+step(time,0.68,0d,1.77,0d)+step(time,1.77,0d,2.45,12000d)3.2.3定义齿轮啮合的接触碰撞力为了保证仿真分析的真实性，齿轮之间的啮合运动关系没有被定义成理想化的几何约束关系，而是被定义为基于接触碰撞的力约束关系，即齿轮之间只能通过接触碰撞力（法向）和摩擦力（切向）相互约束，而不存在其他的约束关系。

在ADAMS 中有两种接触碰撞的计算模型，一种是基于Hertz 理论的Impact 函数模型，一中是基于恢复系数（Coefficient of restitution ）的泊松（POISSON ）模型。

两种力模型都来自于法向接触约束的惩罚函数。

ADAMS/C++Solver 使用惩罚因子来转换所有的接触约束。

采用Impact 函数来计算各啮合齿轮轮齿之间的接触碰撞力。

Impact 函数模型将实际中物体的碰撞过程等效为基于穿透深度的非线性弹簧—阻尼模型，其计算表达式为：()()⎪⎩⎪⎨⎧><⎭⎬⎫⎩⎨⎧---=11.1max 1100,0,,,,x x x x x x C d x x step x x K Max F n （3-1）其中 K ——接触刚度系数；1x ——位移开关量，用于确定单侧碰撞是否起作用；x ——接触物体之间的实测位移变量；d ——阻尼达到最大时两接触物体的穿透深度；max C ——最大接触阻尼； .x ——穿透速度；n ——非线性弹簧力指数。

当1x x >时，两物体不发生接触，接触力为0，当1x x <时，两物体接触，接触力大小与接触刚度系数、非线性指数、阻尼系数以及两物体距离的改变量即穿透量有关。

由以上公式可知，Impact 接触力包括两个部分：（1）弹性分量n x x K )(1-，相当于一个非线性弹簧；（2）阻尼分量().1max 10,,,,x x C d x x step -，其方向与运动方向相反，为了避免阻尼分量突变而使得函数变得不连续，采用了阶跃函数()step 来定义阻尼，()step 函数是利用三次多项式逼近海赛（Heacisde ）阶跃函数，具有连续的一阶导数，但在起始点处二阶导数不连续。

接触刚度的计算范文

接触刚度的计算范文接触刚度（Contact stiffness）是指物体间接触时的刚度或硬度。

在工程应用中，接触刚度是一个重要的参数，影响着接触界面的力学行为和传递效率。

准确计算接触刚度对于设计和分析不同工程结构和材料的接触特性非常关键。

本文将介绍接触刚度的计算方法，并探讨一些常见的接触刚度计算模型。

一、接触刚度的定义接触刚度是指单位面积上的接触载荷和接触变形之间的关系。

它可以用来描述两个物体在接触时的弹性力学行为。

接触载荷可以通过施加外部力或重力来实现，接触变形可以通过测量接触区域的位移来得到。

接触刚度可以通过施加不同的载荷并测量相应的位移来计算或测量。

二、计算方法在实际问题中，接触刚度的计算方法可以分为两类：解析法和数值法。

解析法是指基于理论分析导出的数学公式，可以用于直接计算接触刚度。

数值法则是通过建立接触区域的有限元模型，然后使用数值方法进行求解。

1.解析法最简单直接的解析计算接触刚度的方法是利用胡克定律。

胡克定律认为应力与应变之间成线性关系。

对于弹性体，应变可以通过位移除以初始长度得到。

因此，接触刚度可以通过施加一定的载荷并测量相应的位移来计算。

K=F/δ其中，K为接触刚度，F为施加的载荷，δ为相应的位移。

这个公式适用于弹性接触和小变形情况。

对于非线性接触和大变形情况，可以使用其他更为精确的解析方法。

例如，Johnson等人提出了一个非线性接触刚度的计算公式：K=(4/3E*)*√(aδ)其中，E*为等效弹性模量，a为接触半径，δ为接触位移。

2.数值法数值方法通常更适用于复杂的接触形状和非线性接触问题。

最常用的数值方法是有限元分析。

有限元分析将接触区域划分为离散点或单元，并利用离散点或单元之间的关系来计算接触刚度。

数值方法的优点在于它可以考虑复杂的材料非线性行为和接触几何形状，但需要计算机较大的计算能力和复杂的建模过程。

三、接触刚度计算模型接触刚度计算模型是计算接触刚度的一个简化的数学模型。

最大接触刚度过强缩放模型中的单位

在最大接触刚度（Maximum Contact Stiffness）模型中，通常用于描述两个物体在接触时的力学行为。

接触刚度是描述接触面在受到外力时抵抗变形的能力，是一个重要的物理参数。

当讨论接触刚度的缩放模型时，我们可能会引入一个缩放因子来调整接触刚度的大小。

这个缩放因子通常是一个无量纲的数，意味着它没有特定的单位，而是用来相对于原始刚度值进行放大或缩小。

然而，在描述接触刚度的具体数值时，我们需要知道接触力的单位和接触变形的单位。

接触力通常以牛顿（N）为单位，而接触变形通常以米（m）或毫米（mm）为单位。

因此，接触刚度（K）的单位将是力除以变形，即牛顿每米（N/m）或牛顿每毫米（N/mm）。

例如，如果两个物体之间的接触刚度为1000 N/mm，这意味着每产生1毫米的接触变形，就需要1000牛顿的力。

在缩放模型中，如果你有一个原始接触刚度值（例如K0），你可以通过乘以一个缩放因子（例如α）来得到一个新的接触刚度值（例如Knew）：
Knew = α × K0
这里的α 是一个无量纲的缩放因子，而K0 和Knew 的单位将保持不变，通常是N/m 或N/mm。

ansys 瞬态结构接触刚度

ANSYS是一款广泛使用的有限元分析软件，它在工程领域被用来模拟各种复杂的结构和系统的行为。

其中，瞬态结构分析是ANSYS的一个重要功能，它可以用来分析结构受到外部载荷作用时的动态响应。

在瞬态结构分析中，接触刚度是一个重要的参数，它对结构的动态响应具有重要影响。

本文将通过对ANSYS的瞬态结构分析和接触刚度的探讨，来探讨这一重要参数的作用和影响。

1. ANSYS瞬态结构分析ANSYS的瞬态结构分析功能可以用来模拟结构在受到瞬态载荷作用时的动态响应。

这种分析适用于求解结构在振动、撞击、爆炸等动态载荷下的响应情况。

瞬态结构分析需要考虑结构的惯性、阻尼和刚度等因素，以求解结构的位移、应变、应力等动态响应。

2. 接触刚度的概念在瞬态结构分析中，结构的接触关系是一个重要的考虑因素。

当结构的不同部分之间存在接触关系时，接触刚度可以用来描述接触面之间的约束关系和力学行为。

接触刚度越大，接触面之间的变形约束越严格，接触面之间的力学行为越稳定。

3. 接触刚度在瞬态结构分析中的作用在进行瞬态结构分析时，结构的接触刚度会对结构的动态响应产生影响。

较大的接触刚度会导致接触面之间的变形约束增强，从而减少结构在动态载荷下的位移和变形。

相反，较小的接触刚度则会导致接触面之间的变形约束减弱，增加结构的位移和变形。

在瞬态结构分析中，合理选择接触刚度是十分重要的。

4. 调整接触刚度的方法在ANSYS中，可以通过修改接触刚度参数来调整结构的接触行为。

在接触面定义中可以设置接触刚度系数，通过增加或减小接触刚度系数的数值来调整接触面之间的变形约束和力学行为。

还可以通过修改接触面之间的材料特性和几何约束等因素来影响接触刚度的大小和分布。

5. 接触刚度的影响分析在具体的工程实例中，接触刚度的大小会对结构的动态响应产生重要影响。

在模拟碰撞、摩擦或接触的情况下，适当设置接触刚度会增强结构的约束和稳定性，有利于减少结构的位移和变形。

然而，如果接触刚度设置过大，可能会导致结构受力不均衡，出现局部过载或损伤的情况。

过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究

过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究近年来，随着现代机械设备越来越复杂，传动系统仿真越来越发达，针对传动系统非线性原因产生的振动、噪声和其他问题，接触力学及接触分析引起人们的越来越多的关注。

接触力学研究的重点是接触阻尼的计算。

过盈配合面是机械传动系统中常见的一种接触方式，它具有接触阻力低、接触条件可控、性价比高、可靠性强等优点，是传动系统中重要的设计结构，也是动力学和振动分析一个必不可少的研究因素。

因此，对过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究具有重要的理论意义和工程应用价值。

首先，本文总结了近年来国内外关于过盈配合面的接触刚度和接触阻尼的研究进展，包括过盈配合面运动特性分析、接触力学及接触分析等方面的研究工作。

其次，重点介绍了光盘摩擦系数的研究方法，实验设计的策略、参数范围、数据处理方法、模型分析方法等，深入分析了光盘表面接触阻尼及其在传热机械理论分析中的应用。

最后，本文提出了进一步研究的建议及展望，概括了过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究的发展趋势。

据此，本研究对过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究进行了系统梳理，为进一步研发过盈配合面的接触力学理论提供了一定的参考价值。

因此，继续深入研究不同接触面材料、接触参数和接触刚度等接触力学参数，以及运动过程中接触阻尼特性计算和应用分析，对于提高传动系统的可靠性及精准控制提出了新的要求。

总之，过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算的研究发展离不开理论的支持和实践的验证，以期能够更好地应用于机械领域，更好地满足工程实际需求。

本研究利用多种方法研究过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算，可以帮助我们更好地了解过盈配合面接触力学特性，以及在机械设计中应用，为传动系统的高效运行提供参考依据，具有重要的理论意义和工程应用价值。

综上所述，本文在系统的梳理和总结的基础上，结合实验室实测数据，论证了过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究的重要性。

最后，还提出了进一步研究的建议，以期能够更好地使用和发挥过盈配合面的接触力学特性。

螺栓连接结构接触面刚度仿真分析

第2期
螺栓虚接辖构接触而刚庚仿哀今析
于闯1马洪杰$孙屹博彳高明亮1赵明“孔风1邸建财1段洪亮§
（1.中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部,130062,长春；2.哈尔滨地铁集团有限公司,150081,哈尔滨； 3.大连交通大学机车车辆工程学院,116028,大连；4.中车长春轨道客车股份有限公司科技管理部,130062,长春；
螺栓连接作为常用的装配连接方式之一，具有标准统一、结构简单、承载能力强、安全可靠性高以及便于装配维修等优点，因此在机械工程、土木工程和电力工程等领域有着极为广泛的应用。在一个复杂的机械结构中，各零部件的刚度以及各零部件间的接触刚度组成了机械结构的整体刚度,而接触刚度在整体刚度中占比非常大，是影响机械结构整体刚度的重要因素⑷。螺栓连接结构的接触面主要包括被连接结构间的接触面、螺母以及螺栓头与被连接结构间的接触面。在实际工程问题中，接触面作为相互接触的两零件间传递力及相互作用的面，其接触特性对整个结构的工作可靠性存在很大的影响⑵。因此，研究螺栓连接结构的接触特性具有重要的理论与实际意义。
5.中车长春轨道客车股份有限公司总体研发部,130062,长春〃第一作者,高级工程师）
摘要螺栓连接结构中存在很多接触面，接触面的特性是影响结构整体特性的重要因素，因此对螺栓连接结构接触面进行研究具有重要意义。以探究螺栓连接结构接触面刚度为目标，通过建立带防松垫圈的螺栓连接结构，提取特殊接触面间的接触刚度;建立帶有实际螺纹结构的螺栓连接结构有限元模型，通过对螺母施加不同的扭矩来模拟螺栓预紧力的变化;采用显式动力学方法对螺栓拧紧过程进行分析，通过预紧力与变形量之间的关系计算不同预紧力下防松垫圈与被连接件这种特殊接触面之间的接触刚度,结果表明接触刚度呈非线性变化。关键词螺栓连接；扭矩；防松垫圈；接触刚度

接触刚度系数

接触刚度系数接触刚度系数是一个在工程力学中常用的概念，用以描述物体在受力作用下的刚性程度。

在弹性体力学中，接触刚度系数是指在两个接触面之间施加的力与相对位移之间的比值。

接触刚度系数越大，表示物体的刚性越高，即在受力作用下变形程度较小；反之，接触刚度系数越小，表示物体的刚性越低，即在受力作用下变形程度较大。

接触刚度系数在工程设计中起着重要的作用。

在机械设计中，合理选择材料和结构，使接触刚度系数能够满足设计要求，可以提高机械设备的稳定性和工作效率。

在建筑设计中，合理选择材料和结构，使接触刚度系数能够满足结构的承载能力和变形要求，可以保证建筑物的安全性和使用寿命。

在电子设备设计中，合理选择材料和结构，使接触刚度系数能够满足电子元件的工作要求，可以提高电子设备的性能和可靠性。

接触刚度系数的计算方法多种多样，根据不同的受力情况和接触面形状，可以采用不同的计算模型和方法。

在实际工程中，常用的计算方法有解析解法和数值解法。

解析解法是通过建立数学模型，利用解析解的方法求得接触刚度系数的值。

数值解法是通过离散化接触面，将接触问题转化为数值计算问题，通过计算机模拟求得接触刚度系数的值。

不同的计算方法适用于不同的工程问题，工程师需要根据具体情况选择合适的计算方法。

接触刚度系数的大小受多种因素的影响。

首先，材料的刚度是影响接触刚度系数的重要因素。

材料的刚度越高，接触刚度系数越大；材料的刚度越低，接触刚度系数越小。

其次，接触面形状对接触刚度系数也有影响。

接触面形状越平整，接触刚度系数越大；接触面形状越复杂，接触刚度系数越小。

此外，接触面的表面粗糙度也会影响接触刚度系数。

表面粗糙度越小，接触刚度系数越大；表面粗糙度越大，接触刚度系数越小。

在工程实践中，为了提高接触刚度系数，可以采取一些措施。

首先，选择合适的材料，尽量选择刚度高的材料，如钢材等。

其次，设计合理的结构，使接触面尽量平整和简单，减少接触面的复杂性。

此外，可以采用表面处理技术，如抛光、涂覆等，改善接触面的表面粗糙度，提高接触刚度系数。

提高接触刚度的措施

提高接触刚度的措施
提高接触刚度的措施包括：
增加接触面的加工精度：通过精磨或研磨端面，可以提高接触面的平面度和光洁度，从而提高接触刚度。

采用粘接剂粘接：粘接剂可以将两个接触表面粘接在一起，形成一个整体，从而提高接触刚度。

这种方法尤其适用于机械连接无法替代的场合。

预加载荷：预加载荷可以增大接触面积，减少受力后的变形量，从而提高接触刚度。

提高零部件刚度：减小受力变形也是提高接触刚度的方法之一。

例如，采用中心架或跟刀架来提高工件的刚度，或采用反拉法切削，以减小工件受拉时的变形。

合理安装工件：减小夹紧变形也是提高接触刚度的一种方法。

对于刚性较差的工件，应选择合适的夹紧方法，以减小夹紧变形，提高加工精度。

减小摩擦：采用塑料滑动导轨等低摩擦系数的材料，可以减小摩擦力，提高接触刚度。

以上措施可以单独或结合使用，以提高接触刚度。

具体选择哪种措施取决于工件的材料、形状、尺寸和加工要求等因素。

不同金属之间的接触刚度

不同金属之间的接触刚度
不同金属之间的接触刚度是一个重要的物理问题，它与金属材料
的导电性、热扩散性、强度等方面有直接的联系。

我们可以通过一系
列的实验来了解这个问题。

首先，我们需要两种不同的金属，比如铜和铁，制成两个盘子，
并将它们放在一起。

如果它们之间有空气隔离，那么接触处的刚度就
主要受到空气的影响。

但是如果我们用机械手轻轻压缩金属盘子，以
保证它们紧密接触，这时刚度就主要来自于金属之间的接触。

我们可
以通过这种方式来排除空气的干扰，从而关注金属间的接触刚度。

然而，仅仅通过这种实验我们无法精确地测量出金属之间的接触
刚度。

我们需要更高精度的仪器来测量。

通常用的方法是通过负载-移
动位置关系的测量，如断裂拉伸测试，三点弯曲测试和接触疲劳测试等。

这些测试可以精确地测量出金属之间的接触刚度，并通过缺陷检
测来确定金属的强度和韧性。

此外，金属之间的接触刚度还与表面质量、温度以及用途等因素
有关。

常见的处理方法包括绑扎、切割和研磨等。

这些方法可以用来
改善金属表面的质量，并提高接触刚度。

另外，不同的金属还有不同
的热膨胀系数，因此在高温环境下，接触刚度也会受到影响。

总之，金属之间的接触刚度是影响金属材料性能的重要因素之一，我们需要通过实验和仪器测量，以及表面处理来控制和改善接触刚度。

这些研究对于材料研发和工业生产都有着重要的意义。

实际结合面的法向接触刚度多尺度计算方法

实际结合面的法向接触刚度多尺度计算方法孙伟，黄信，孙志勇，黄伟强（大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024）摘要：针对结合面接触刚度解析计算与实际接触状态差异较大，基于有限元的大平面接触刚度计算由于计算量大难以实现的问题，提出一种结合面法向接触刚度多尺度计算方法。

该方法在应用测量仪器获取结合面平面度、波纹度及粗糙度形貌特征的基础上，应用小波分解技术获取真实形貌特征，并基于有限元微观接触分析建立局部接触刚度与压强之间的关系，基于有限元宏观接触分析获取结合面压强分布，宏-微观结合计算获得结合面法向接触刚度。

该方法具有能够真实反映结合面接触状态、计算效率高等特点，法向接触刚度试验结果表明，该方法是一种计算结合面法向接触刚度的有效方法。

关键词：结合面；表面形貌；接触刚度；多尺度；有限元1 引言机械装配体中广泛涉及平面或曲面接触，结合面的接触刚度对机械系统的静动特性有着重要的影响[1] 。

零件表面质量受加工过程中诸多因素影响，不可能是理想光滑表面，而是由不同尺寸和形状的凸峰和凹谷组成的，其形貌特征按尺度从小到大分别对应于粗糙度、波纹度和形状误差。

准确计算结合面接触刚度，需要考虑界面不同尺度形貌特征及相应的接触特性。

对于粗糙表面接触特性，学者们从理论上进行了大量的研究。

文献[2]率先提出了GW 统计接触模型，文献[3]提出了CEB 弹塑性接触模型，文献[4]提出了MB 分形接触模型。

近年来学者们改进了GW 、CEB 及MB 模型，提出一系列粗糙表面弹塑性接触问题的解析模型[5-6] ，取得了不少成果。

但现有解析模型中针对粗糙表面微凸体分布规律及形状的假设、简化不可避免地导致计算结果与实际接触状态存在一定差异。

此外，解析模型主要针对微观形貌接触问题，而对形状误差、波纹度等宏观形貌特征的影响缺乏细致研究。

随着计算机技术的发展，有限元法在结合面接触分析中得到广泛应用。

文献[7]针对分形粗糙表面与刚性光滑平面之间的弹塑性接触问题进行了有限元分析。

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