变摩擦系数在机械中的应用

在分析中的特殊情况下，可能需要能够更改接触的摩擦系数。在某些应用中，这可能很重要，这可能是由于磨损、润滑不均匀或热效应导致表面上的颗粒堆积。虽然机械 GUI 不直接具有此功能，但我们可以将命令对象应用于摩擦接触，以根据指定的标准调整摩擦系数。下面的案例介绍了由于平面上块的滑动距离而改变摩擦系数的示例。

在此示例中，我们将通过使用 MAPDL 中的 TB、TBFIELD 和 TBDATA 命令来调整两个对象在表面滑动时的摩擦系数。为了演示效果，我们将根据块的滑动距离使用以下摩擦系数调整。

为此，我们首先在两个物体之间创建摩擦接触。此时应用的摩擦系数无关紧要，因为它将在命令操作期间被消除。

从此点开始，我们可以通过右键单击摩擦接触，导航到插入，然后选择命令来插入命令。

这将允许我们将 APDL 代码添加到接触点并根据滑动距离调整摩擦系数。下面的代码将介绍如何应用之前的摩擦系数表。

代码中的第一行删除了现有的摩擦系数数据。“cid”的使用标识了容纳命令对象的接触。代码的第二行设置了接触摩擦的数据表。它还指定了属性是等距的 (ISO)。以下几行正在填充活动数据表。表格的每一行都需要两行来填充。TBFIELD 指定了两个项目。第一项是更改条件。在这种情况下，SLDI 表示将使用绝对总滑动距离来确定摩擦系数。第二项指出它将在 0 滑动距离处设置数据值。TBDATA 指定与最近的 TBFIELD 命令相关的摩擦系数。对于 0 滑动距离，其值为 0.1。重复此操作，直到填充完整个表格。

这张表有几点需要注意。首先，ANSYS 将在现场数据之间线性插入值以供使用。这意味着，如果希望在滑动距离 0 和 2 之间将摩擦系数保持在 0.1，则需要额外的条件来控制插值。这通常意味着添加与摩擦系数 0.1 相关的 1.99 的滑动距离。第二点需要注意的是，这些距离将在求解的单位系统中进行解释。这意味着如果滑动距离以米为单位输入，而系统以英寸为单位求解，则摩擦系数将根据英寸进行调整。

既然命令已经输入，我们可以设置一些载荷工况。板是固定的，块将经历 4 个载荷工况。第一个载荷工况施加 10N 向下的力，在块和板之间施加压力。最后三个载荷工况将分别沿 x 方向施加 2mm 的位移，总位移为 6mm。

求解后，以下反应图表明在载荷步骤期间负反应正在发生变化。

绘制施加位移的反应图显示了随着上表摩擦系数的变化而预期的反应变化。

这些图表甚至表明，当我们将摩擦系数设置为 0 时，反应会返回到接近零。它还显示了 ANSYS 如何接近材料属性数据表的线性插值行为。

TBFIELD 命令中还可以使用其他方法来控制摩擦系数，例如时间、滑动速度和温度。可以使用的所有可用场变量的列表可在 TBFIELD 的 ANSYS 文档中找到。