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接觸摩擦問題廣泛存在于鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)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(guó)的Ｈｅｒｔｚ提出了彈性接觸理論，它只能應(yīng)用于一些簡(jiǎn)單、半無(wú)限體以及接觸態(tài)不復(fù)雜的接觸問題。20世紀(jì)50年代后，隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件水平的提高，在接觸問題上出現(xiàn)了幾種有效的數(shù)值計(jì)算方法：有限元分析法、邊界元法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法等。在解決接觸問題中，有限元法是較為有效的方法。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過試驗(yàn)研究了螺栓連接的接觸摩擦問題，分別提出許多簡(jiǎn)化模型和公式，也有不少學(xué)者通過對(duì)螺栓采取不同的假定和單元，對(duì)螺栓連接中的接觸問題進(jìn)行了有限元分析。基于ANSYS有限元軟件，在分析接觸摩擦機(jī)理的基礎(chǔ)上，研究了接觸摩擦理論在螺栓連接有限元計(jì)算的應(yīng)用。
接觸問題屬于狀態(tài)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(shù)接觸問題伴隨摩擦，在計(jì)算中摩擦使收斂性變的更加復(fù)雜困難。
接觸機(jī)理可以認(rèn)為當(dāng)兩固體接觸時(shí)，由于表面粗糙度，兩個(gè)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(duì)的微凸體也相應(yīng)接觸。每一微凸體開始接觸后，發(fā)生彈性變形，當(dāng)荷載超過某一臨界值時(shí)，發(fā)生塑性變形或者處于彈塑性變形狀態(tài)。
國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過試驗(yàn)觀察了摩擦現(xiàn)象，提出不同的摩擦理論和假定，如古典摩擦定律、機(jī)械互鎖學(xué)說(shuō)、分子引力學(xué)說(shuō)、修正的黏著理論、滑移現(xiàn)場(chǎng)理論等。目前在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)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(duì)運(yùn)動(dòng)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(jù)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(jù)接觸方式不同，接觸問題分為點(diǎn)-點(diǎn)接觸、點(diǎn)-面接觸和面-面接觸。點(diǎn)-點(diǎn)接觸可應(yīng)用于組合結(jié)構(gòu)中，通過ｃｏｍｂｉｎ39單元來(lái)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(diǎn)-點(diǎn)接觸和點(diǎn)-面接觸在布置結(jié)點(diǎn)方面的不靈活。因此，可以采用面-面接觸來(lái)研究螺栓連接中的接觸摩擦問題，準(zhǔn)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。
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