接触摩擦问题广泛存在于钢结构领域，尤其在钢框架梁柱螺栓连接中。接触是一种高度非线性问题。1882年英国的Ｈｅｒｔｚ提出了弹性接触理论，它只能应用于一些简单、半无限体以及接触态不复杂的接触问题。20世纪50年代后，随着计算机硬件和软件水平的提高，在接触问题上出现了几种有效的数值计算方法：有限元分析法、边界元法、数学规划法等。在解决接触问题中，有限元法是较为有效的方法。国内外许多学者通过试验研究了螺栓连接的接触摩擦问题，分别提出许多简化模型和公式，也有不少学者通过对螺栓采取不同的假定和单元，对螺栓连接中的接触问题进行了有限元分析。基于ANSYS有限元软件，在分析接触摩擦机理的基础上，研究了接触摩擦理论在螺栓连接有限元计算的应用。
      接触问题属于状态非线性问题，接触面的分和合随材料、荷载、边界条件而变化，而且大多数接触问题伴随摩擦，在计算中摩擦使收敛性变的更加复杂困难。
      接触机理可以认为当两固体接触时，由于表面粗糙度，两个表面之间微凸体高度之和最大的部位最先接触。随着荷载增加。其他成对的微凸体也相应接触。每一微凸体开始接触后，发生弹性变形，当荷载超过某一临界值时，发生塑性变形或者处于弹塑性变形状态。
      国内外许多学者通过试验观察了摩擦现象，提出不同的摩擦理论和假定，如古典摩擦定律、机械互锁学说、分子引力学说、修正的黏着理论、滑移现场理论等。目前在钢结构领域应用最广泛的是Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦定律，即摩擦力的方向总是与接触表面相对运动速度的方向相反，其大小与接触物体间的法向压力成正比。
      根据物体刚度，接触分为刚体-柔体接触和柔体-柔体接触。在ANSYS有限元软件中，根据接触方式不同，接触问题分为点-点接触、点-面接触和面-面接触。点-点接触可应用于组合结构中，通过ｃｏｍｂｉｎ39单元来模拟钢梁和混凝土板之间的接触滑移问题。面-面接触问题适合于解决大面积接触的有限摩擦问题，能克服点-点接触和点-面接触在布置结点方面的不灵活。因此，可以采用面-面接触来研究螺栓连接中的接触摩擦问题，准确模拟螺帽与连接板、连接板与连接板、螺栓与连接板孔洞之间的接触。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
                                                                                                                                                  杭州纳泰科技咨询有限公司
                                                                          本文出自杭州纳泰科技咨询有限公司www.nataid.com，转载请注明出处和相关链接！