СИНЕРГЕТИЧНЕ ЗАСТОСУВАННЯ ANSYS І MATLAB ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ КОНТАКТНОЇ ВЗАЄМОДІЇ ШТАМПА СКЛАДНОЇ ГЕОМЕТРІЇ З ПРУЖНИМ ПІВПРОСТОРОМ

Анотація

У статті представлено інтегровану методику чисельного моделювання контактної взаємодії абсолютно жорсткого штампа складної геометрії з однорідним ізотропним пружним півпростором, що базується на синергетичному застосуванні програмних платформ ANSYS та MATLAB. Геометрія контактної області задана у вигляді двозв’язного кільця, контур якого описується концентричними кривими. Реалізовано побудову скінченно-елементної моделі в середовищі ANSYS з урахуванням складної геометрії, граничних умов та навантаження, що дозволило отримати детальний розподіл контактних напружень. Особливу увагу приділено адаптивному дискретизуванню зони контакту з метою забезпечення збіжності чисельного рішення та підвищення точності розрахунків. Після завершення симуляції середовищі ANSYS, результати експортовано у MATLAB, де реалізовано алгоритми постобробки та графічну інтерпретацію даних. Здійснено 3D-візуалізацію скінченно-елементної моделі, напружено-деформованого стану, побудову ізоліній контактного тиску та аналіз крайових ефектів. Застосування MATLAB дозволило виявити локальні особливості розподілу тиску, зони концентрації напружень та області зниженої контактної взаємодії та виконано розрахунки для кілець різної ширіни. Запропонована методика охоплює повний обчислювальний цикл, що включає етапи побудови геометричної моделі, її чисельного розв’язання та подальшої інтерпретації отриманих результатів. Отримані дані можуть бути використані для верифікації моделей, оптимізації конструктивних параметрів, а також для розробки прикладних інженерних методик у межах задач контактної механіки, особливо в умовах складної геометрії зон взаємодії.