КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ТРИБОМЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С ГРАДИЕНТНЫМИ УПРУГИМИ СВОЙСТВАМИ

Аннотация

Рассмотрена контактная задача о внедрении осесимметричного сферического жесткого штампа в полупространство с градиентным упругим покрытием. Для решения задачи в осесимметричной постановке использован метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе ANSYS на языке APDL. Численные результаты основных контактных характеристик (напряжений и смещений) проанализированы для характерных законов неоднородности покрытия. Из них два закона соответствуют случаю, когда градиент упругих свойств покрытия меняет знак.
Проведено исследование погрешности конечно-элементного моделирования путем сравнения численных результатов с полученными для этой задачи аналитическими результатами. Показано, что при выполнении определенных условий погрешность метода конечных элементов составляет 4−12% .

Ключевые слова: контактное взаимодействие, метод конечных элементов, неоднородные упругие среды, функционально-градиентные покрытия.