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    万山路灯车出租 ＋－ 万山路灯车租赁 ＋－ 万山路灯车在哪儿 ＋－ 基于节点自由度耦合的伸缩臂接触接触分析为非线性，在有限元中计算成本高，工程中会对难收敛的接触部位进行节点自由度耦合处理以简化计算。当用ANSYS进行节点自由度耦合时，为防止过约束而造成应力集中，需对耦合区域进行调整和试算，只耦合接触部位的节点，这样更加符合工程实际，确定耦合区域的方法如图6。在滑块处只耦合三方向的平移自由度，这种耦合方法使接触对之间不会产生相对滑动。由于实际情况是接触对之间有可能产生一定量的相对位移，所以这种耦合处理是对实际情况的一种近似，可能产生过约束。建模时变幅油缸用link8代替，耦合变幅油缸与伸缩臂连接处三方向的平移自由度以代替铰接接触，约束此油缸另一端的三方向的平移自由度以代替铰接支座，约束基本臂根部三方向平移自由度和X、Y方向转动自由度以模拟铰接情，所加载荷与接触模型相同。根据试算及多次重分析最后确定的滑块处耦合区域如图7所示，可见无论是接触分析模型还是节点自由度耦合模型，接触部位均位于滑块的边缘。图6确定耦合区域流程图图7耦合节点区图8等效应力等值线图(耦合模型)节点耦合模型的计算结果等效应力见图8，各个关键部位应力值见表1。最大应力出现在基本臂端部的下滑块处，位置与接触模型相同，大小为278.83 MPa。与接触模型的差异是由于过约束造成的。表1各关键部位应力值位置A B C D E等效应力.伸缩臂两种接触分析模型的比较接触模型有两个关键参数，接触刚度和摩擦系数，分别控制接触面相互穿透大小和相对滑动大小。如果接触刚度和摩擦系数取较大的值，将会减小接触面之间的相互穿透和相对滑动，这与无穿透无滑动的耦合模型接近，此时两种模型的计算结果相差很小。但是对于实际模型接触刚度可以取较大的数，但是摩擦系数不能取无穷大，这样接触面很有可能发生相对滑动，就形成了与节点耦合模型的差异。因此有必要研究摩擦系数对结构应力的影响。在库伦摩擦模型中，两个接触的表面能够承受一定的剪切力而不发生相对滑动。

    万山路灯车出租 ＋－ 万山路灯车租赁 ＋－ 万山路灯车在哪儿 ＋－  μ为摩擦系数; COHE为粘性阻力，一旦剪切力过大接触表面会发生相对滑动。 不同摩擦系数下结构关键部位的受力情况。可见摩擦系数对接触压力影响不大，但对结构等效应力影响显著。接触应力随摩擦系数的变化，等效应力随摩擦系数的变化当摩擦系数由0.1变化到0.7时，D处的相对滑动量由0.6 mm变化到0.4 mm，相对滑动较大，E处的相对滑动量又0.065 mm变化到0.046 mm，E处基本不发生相对滑动。综合表1和图10的数据可得: E处的耦合分析结果相当于小摩擦系数时的接触分析;根据变化趋势，D处的耦合分析结果相当于摩擦系数为0.8时的接触分析。这是因为E处滑块相对于D处滑块承受更大压力，因此只需较小的摩擦系数就可使其不发生相对滑动，并且随着摩擦系数增大，E处也不将发生相对滑动，进而E处等效应力变化很小。自由度耦合方法因无相对滑动，所以当摩擦系数相对较小时E处的接触分析结果就与耦合分析结果相近;在D处则受到较小的正压力，只有摩擦系数较大时才不易相对滑动，所以D处的耦合分析相当于此处摩擦系数较大时的接触分析。但是在铰接支座B处，此处由于耦合模型与接触模型差异很大，并且没有考虑摩擦，因此此处耦合分析与接触分析相差很大。结构非线性探讨当用线性模型替代非线性模型时，有必要考虑结构非线性造成的差异。图11、图12、图13为不同载荷下各关键部位的结构等效应力和接触应力结果曲线。图11等效应力随载荷的变化曲线(耦合模型)图12接触应力随载荷的变化曲线(接触模型)由图12得到接触压力随载荷为非线性变化，体现了结构的非线性。但等效应力呈现线性变化如图并且在D、E处与图11中D、E处直线斜率相差不超过15%。在此伸缩臂结构分析中，正是在接触分析中结构等效应力的线性特性为节点自由度耦合分析的近似替代提供了可能。图13等效应力随载荷的变化曲线(接触模型))在用有限元法进行接触分析时，接触区域的摩擦系数以及正压力决定接触部位是否发生相对滑动以及相对滑动大小，摩擦系数越大、正压力越大则相对滑动越小。影响模型替代精度的重要因素是接触区域的相对滑动，如果接触区域无相对滑动，则两者结果近似。如果有相对滑动，节点自由度耦合模型分析结果近似为在较大摩擦系数下的接触模型。在铰接处两模型差异较大，此处结果不能用节点自由度耦合模型代替。在此伸缩臂结构分析中，接触应力随着载荷呈非线性变化，但是结构等效应力随载荷为线性变化，这是两种模型替代的必要条件。

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