OS-E：0010 高速接触を使用した車輪レールの接触

この例題では、拘束接触（FASTCONT）の使用を取り上げます。車輪レールの接触モデルは、六面体要素のみを使ったメッシングに使用されます。

接触圧力と引張を検討するために、車両上へ圧力荷重と対称性境界条件を付与し、レールはフルに制約されます。接触は車輪とレールとの間で定義されます。
図 1. FE Model


図 2. FE Model


Model Files

開始前に、この例で使用するファイルを作業ディレクトリにコピーしてください。

モデル概要

FE Model
要素タイプ
CHEXA
線形材料プロパティは：
ヤング率
2.1E5 MPa
ポアソン比
0.3
初期密度
7.85E-9 Mg/mm3

“2つの適合していないソリッドを接触させると、最初は1つのラインに沿って1点で接します。僅かな荷重を与えると、最初の接触点の近くで変形し、2つのボディの寸法と比べると微小ながら有限である領域を超えて接します。（JOHNSON, 1987）

結果

Hertz接触理論（交差した円筒）による解析的ソリューション：
図 3. 応力結果と接触領域


図 4. 解析的ソリューションとベースラインモデルの比較


FASTCONTの使用あり / なしでの結果の品質とパフォーマンスの比較。
図 5. 接触力コンター


レール上の接触力のコンターを図 5に示します。結果の品質は、FASTCONTによって良く保たれています。

図 6に示されるとおり、FASTCONTが使用されると、パフォーマンスの大きな進展が見られます。
図 6. パフォーマンスの比較一覧