Vol.2, No 1, 2004 pp. 69 -82
UDC 626.422.4:624.078.54
APPROXIMATE CONTACT MODELS OF THE ROLLING
SUPPORTS
Miomir Jovanović, Predrag Milić, Danko Mijajlović
Mechanical Faculty University of Niš, Serbia and Montenegro
Abstract.The paper deals with contact problem in huge rolling supports,
used in industry and buildings. One of the main questions is the choice
of the analysis type for the carrying elements check. In this paper linear
and nonlinear contact static analyses are applied simultaneously. The aim
is to identify the approximations and differences in the results on actual
examples. The first performed analysis is was numerical, using FEA, based
on the classical Hertz concept. Thereby the constraints are unchangeable
during the load appliance, while the force is approximated with surface
pressure according to the square parabolic law. One approximate procedure
for the surface pressure determination is shown. These solutions are compared
to the analysis based on the nonlinear contact theory. The nonlinear analysis
better defines the stress distribution in the structure, because it uses
variable boundary conditions, friction, sliding and the rigidity of bodies
in contact. Further, the modeling of the same contact task through two
different nonlinear models is shown and the comparison of all the three
models is given. The results are given graphically and numerically. The
finite element meshes, the model properties and composite stresses in contact
zones are shown. The objective evaluation of these analyses gave the support
behavior in practice.
Key Words: Contact Pairs, FEM, Contact Analysis, Contact Models,
Approximative Models.
APROKSIMATIVNI KONTAKTNI MODELI KOTRLJAJUĆIH
OSLONACA
Radom je posmatran kontaktni zadatak velikih kotrljajućih oslonaca koja
se koriste na industrijskim i gradjevinskim objektima. Jedno od osnovnih
pitanja je izbor analize za proveru nosivosti kontaktnih elemenata. U radu
je uporedno primenjena linearna i nelinearna kontaktna statička analiza.
Cilj je da se na bazi konkretnih primera utvrde aproksimacije i razlike
u rezultatima. Najpre je izvedena linearna numerička analiza, metodom konačnih
elemenata, zasnovana na klasičnom konceptu Hertz-a. Pri tome su uslovi
oslanjanja nepromenljivi u toku delovanja opterećenja dok je sila aproksimovana
površinskim pritiskom po zakonu parabole drugog reda. Prikazan je jedan
aproksimativan postupak odredjivanja površinskog opterećenja. Tako dobijena
rešenja linearne analize su uporedjena sa analizama zasnovanim na nelinearnoj
teoriji kontakta. Nelinearne analize bolje definišu distribuciju napona
u strukturi jer koriste promenljivost graničnih uslova, uvode trenje, klizanje
i krutost kontaktnih tela. Rad dalje pokazuje, modeliranje istog kontaktnog
zadatka kroz dva različita nelinearna modela i poredjenje sva tri modela.
Rezultati su izloženi grafički i numerički. Pokazane su mreže konačnih
elemenata, osobine modela i složeni naponi u kontaktnim elementima. Objektivnu
ocenu ovih analiza, dalo je ponašanje oslonaca u praksi.
Ključne reči: Kontaktni par, FEM, kontaktna analiza, kontaktni
modeli, aproksimativni modeli.
