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例題４３摩擦を考慮した接触解析１

本例題について

摩擦を考慮した簡易接触境界を用いた接触解析例を示します。
摩擦力による変形を確認することができます。
表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。

Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

解析モデルダウンロード

プロジェクトファイルをダウンロード（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）

解析空間

項目	条件
解析空間	３次元
モデル単位	mm

解析条件

項目	条件
ソルバ	応力解析[Galileo]
解析の種類	静解析

モデル図

底面を固定した銅製の板の上面にPE製のブロックを押しつけた場合の解析を行っています。

接触面はあらかじめ接触しているので簡易接触を設定しています。

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ	ボディ属性名	材料名
0/SolidBody	Plate	008_銅（Cu)
1/SolidBody	Block	000_ポリエチレン（PE)

材料定数は材料DBの値を使用しています。

境界条件

境界条件名/トポロジ	タブ	境界条件の種類	条件
Fix/Face	機械	変位	XYZ成分のチェックボックスをオン UX=0,UY=0,UZ=0
Move/Face	機械	変位	XYZ成分のチェックボックスをオン UX=0.2×10-3 UY=0.0 UZ=-0.05×10-3
Contact/Face	機械	簡易接触	簡易接触の扱い：　自動設定摩擦係数：　0.4

解析結果

変位図を示します。グラデーションコンター図は変位のX成分を示しています。

接触面における摩擦力によってBlockボディの下部がXマイナス方向に引きずられたような変形となっている

ことが分かります。

次に主応力図を示します。

モデル内部の最小主応力の方向が摩擦力の方向に傾いていることが分かります。

比較のため、境界条件Contactの摩擦係数を０とした場合の主応力図を示します。

摩擦係数が０の場合は摩擦力の影響がないため、モデル内部の最小主応力の方向に傾きが見られません。

また、変位図（赤線）にも摩擦力の影響によるXマイナス方向への引きずりが見られないことが分かります。

摩擦係数が０．４の場合の接触力と接触面積の結果テーブル出力結果を示します。

接触力については垂直成分（ｚ成分）に加えて摩擦力の成分（ｘ成分）が発生していることが分かります。

接触面積については変形前の面積9e-6[m2]に比べて、BlockがPlateにおしつけられることによって若干面積が増加していることが分かります。