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弹性力学仿真软件：ANSYS：接触分析与摩擦模型技术教程
1 弹性力学与仿真软件概述
弹性力学是研究物体在外力作用下变形和应力分布的学科，其核心在于理
解和预测材料在不同载荷条件下的行为。仿真软件，如 ANSYS，通过数值方法
（如有限元分析）将复杂的物理问题转化为计算机可以解决的数学模型，从而
帮助工程师和科学家在设计和研究过程中进行精确的分析和预测。
1.1 弹性力学的基本概念
� 应力（Stress）：单位面积上的内力，通常用σ表示，分为正应力
和剪应力。
� 应变（Strain）：物体在外力作用下发生的变形程度，通常用ε表
示，分为线应变和剪应变。
� 弹性模量（Elastic Modulus）：材料抵抗弹性变形的能力，分为杨
氏模量（Young’s Modulus）和剪切模量（Shear Modulus）。
� 泊松比（Poisson’s Ratio）：横向应变与纵向应变的比值，反映了
材料横向变形的特性。
1.2 ANSYS 软件在工程分析中的应用
ANSYS 软件广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等多个行业，其强大
的功能可以进行静态、动态、热力学、流体动力学等多种类型的分析。在接触
分析与摩擦模型方面，ANSYS 提供了丰富的工具和模型，能够精确模拟不同材
料之间的接触行为和摩擦效应。
2 ANSYS 软件在接触分析中的应用
接触分析是工程设计中常见的问题，尤其是在机械设计、材料科学和结构
工程中。ANSYS 通过其接触算法，能够模拟两个或多个物体之间的接触，包括
接触压力、摩擦力和滑动行为。
2.1 接触类型
� 点接触（Point Contact）：适用于小面积接触的情况。
� 面接触（Surface Contact）：适用于大面积接触的情况，如齿轮啮
合、密封件等。
� 自接触（Self-Contact）：同一物体不同部分之间的接触，如折叠、
缠绕等。
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