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| 24III-T41 2024-MBU(陆毅刚) 金属磨损分析.pdf |
金属磨损分析 |
2024-12-17 15:26:13 2024-12-17 15:26:13 |
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金属磨损分析
2024.12.17前言
金属磨损是机械工程和材料科学中的一个重要研究领域。金属磨损是指金属表面在摩擦或接触过程中，表面不断发生损耗或产生塑性变形，使金属表面状态和尺寸发生改变的现象称为磨损。在摩擦载荷作用下，金属表面性质和形状（形貌和尺寸、粗糙度、表面厚度）会发生变化。
磨损是影响金属材料使用寿命和性能的关键因素之一。通常磨损过程是一个渐进的过程，正常情况下磨损直接的结果也并非灾难性的。金属磨损研究在材料科学与工程、机械工程和表面工程等领域均有涉及，各个学科的交叉和合作在磨损研究中也显得尤为重要，有助于全面理解和解决磨损问题。所以本期我们从仿真的应用角度来深入，通过重新定位接触表面的接触节点来近似计算这种材料损失，展示如何使用 Archard 磨损模型进行分析。此外由于磨损涉及材料去除，因此随着磨损的增加，接触单元下方的实体单元的单元质量会逐渐变差。需要重新划分网格才能成功模拟大量磨损。此示例展示了当模型经历大量磨损时，如何使用非线性网格自适应性来改善网格质量。
Wear Archard模型
Archard 磨损模型将磨损率与接触压力、滑动速度和材料硬度联系起来。Archard 模型由 TB,WEAR 命令定义。模型所需的材料常数在 TBDATA 命令中指定为数据项 C1 到 C4。第五个常数 C5 可让您进一步控制 Archard 模型的实现方式。常数 C6、C7 和 C8 可用于定义磨损方向的方向余弦。
模型描述
一个半径为 25 毫米的钢环形环在一个内径为 25 毫米、外半径为 37.5 毫米的铜制扁平环上旋转。钢形环外圈旋转过程中与外圈扁平环接触。
扁平环承受 10000 N 的压力负载，并以一定的角度进行旋转。扁平环在钢形环上的滑动会导致环磨损。
模型采用2D，使用非对称接触来模拟外部扁平铜环上的磨损：在扁平铜环上定义接触单元，在内部钢环定义目标单元。
接触区域的网格细化，可以按照edge网格数量划分。
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