接觸摩擦問題廣泛存在于鋼結構領域，尤其在鋼框架梁柱螺栓連接中。接觸是一種高度非線性問題。1882年英國的Ｈｅｒｔｚ提出了彈性接觸理論，它只能應用于一些簡單、半無限體以及接觸態不復雜的接觸問題。20世紀50年代后，隨著計算機硬件和軟件水平的提高，在接觸問題上出現了幾種有效的數值計算方法：有限元分析法、邊界元法、數學規劃法等。在解決接觸問題中，有限元法是較為有效的方法。國內外許多學者通過試驗研究了螺栓連接的接觸摩擦問題，分別提出許多簡化模型和公式，也有不少學者通過對螺栓采取不同的假定和單元，對螺栓連接中的接觸問題進行了有限元分析。基于ANSYS有限元軟件，在分析接觸摩擦機理的基礎上，研究了接觸摩擦理論在螺栓連接有限元計算的應用。
      接觸問題屬于狀態非線性問題，接觸面的分和合隨材料、荷載、邊界條件而變化，而且大多數接觸問題伴隨摩擦，在計算中摩擦使收斂性變的更加復雜困難。
      接觸機理可以認為當兩固體接觸時，由于表面粗糙度，兩個表面之間微凸體高度之和最大的部位最先接觸。隨著荷載增加。其他成對的微凸體也相應接觸。每一微凸體開始接觸后，發生彈性變形，當荷載超過某一臨界值時，發生塑性變形或者處于彈塑性變形狀態。
      國內外許多學者通過試驗觀察了摩擦現象，提出不同的摩擦理論和假定，如古典摩擦定律、機械互鎖學說、分子引力學說、修正的黏著理論、滑移現場理論等。目前在鋼結構領域應用最廣泛的是Ｃｏｕｌｏｍｂ摩擦定律，即摩擦力的方向總是與接觸表面相對運動速度的方向相反，其大小與接觸物體間的法向壓力成正比。
      根據物體剛度，接觸分為剛體-柔體接觸和柔體-柔體接觸。在ANSYS有限元軟件中，根據接觸方式不同，接觸問題分為點-點接觸、點-面接觸和面-面接觸。點-點接觸可應用于組合結構中，通過ｃｏｍｂｉｎ39單元來模擬鋼梁和混凝土板之間的接觸滑移問題。面-面接觸問題適合于解決大面積接觸的有限摩擦問題，能克服點-點接觸和點-面接觸在布置結點方面的不靈活。因此，可以采用面-面接觸來研究螺栓連接中的接觸摩擦問題，準確模擬螺帽與連接板、連接板與連接板、螺栓與連接板孔洞之間的接觸。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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