有限元建模策略

实验测得插头材料的应力-应变曲线作为有限元建模的本构关系。首先，三维（3D）的固体，静态，各向同性的有限元模型的实验室试样进行了模拟线性和非线性分析，建立可靠的准确的建模技术。分析获得测量值的应力，应变，位移之间有着良好的协调。接下去研究APJ的有限元模型的标准和多变几何。矩形截面，86毫米高和500毫米宽，从目前的假设为标准接头的代表。替代的的梯形（45°）和正弦（400毫米波长±200 mm振幅）几何检查约束的高度和横截面积相等的标准，保证在性能上的变化将完全取决于接头材料采用几何形状的变化，而不是单位体积（LE，体积/单位长度）。为了消除网格依赖性的影响，二维（2D）平面应变和三维线性和二次元素具有不同的网格密度，恒定的边界条件和荷载工况的研究。记录和绘制最大位移值的每个组合的结果的相同点，此后，网格灵敏度被提出。这种分析表明二次元素提供了可接受的结果为一个大范围的网格密度与相对粗和细网格之间的变化不大。模型的梯形关节2D平面应变和3D实现提供了相同的结果。只有3D模型进行了测试的正弦关节由于其不均匀的横截面。通过标准和梯形接头的中心的对称性被用来进一步简化加载也对称的FE建模。网格仿真结果独立，从而建立了从网格灵敏度分析。

考虑负载的看法

将加载条件下一系列的结构分析的反应进行了模拟。有限元模型进行沿关节表面的压力和类似的那些发生在收缩和扩张的桥面（2D平面应变模型的标准和梯形接头，和3D的正弦）的变形。剪切载荷也被施加沿三维关节模型的表面。对于车辆荷载，Ostermann对于车轮在很短的时间内伸缩缝和卡车之间的碰撞的冲击荷载作用下弹性支承的伸缩接头的应力分析研究提供了详细的描述。结果表明测量和数值（使用有限元分析）的值所产生的联合响应。车辆施加的力被描述为一个在轮胎和道路接触表面外力，侧向力，和惯性力组成。由车轮负载和垂直作用在表面平面上的力组成车辆总重。作用于水平方向的外周力是由梯度、动量和制动作用引起的，侧向力由离心力和由此产生的离心力引起。开始的工作方式为移动的卡车车轮和APJ互动的作家的理想化的模拟的基础上。采用奥斯特曼相同的标准，负重的卡车在APJ在100公里/小时建模为一系列静态38 KN垂直荷载和水平剪切力6KN跨越面积300毫米x 210毫米。该施加的负载，表示轮胎和道路之间的接触面积的区域被移动沿步骤中的关节，分别代表一个有限的时间间隔和位移的有限距离的关节。这种方法相当于卡车的车轮缓慢的运动压过接头，而不管负荷持续和动态车轮冲击为三设计共同考虑荷载的影响。因为不同截面的正弦接头，结果取决于车轮相对于关节的相对定位。这种模式的车轮装载的两种情况被认为是如图4所示。车轮负载位移25毫米（1.8毫秒）之间的连续的模拟步骤，并从每个解决方案设置von米塞斯应力图和最大位移和最大应力记录的值。然后考虑绘制和比较的三个接头的几何形状。

  结果

von米塞斯应力等高线图用来显示内部应力的大小和位置的变化。图5显示了标准的联合设计在20毫米纵向变形的结果。一个对称的横截面的一半，并示出了最高的应力范围附近的插头/路面接口。标准的联合模型显示的最大应力浓度附近的接口在一个相对较小的体积的联合在每种形式的负载，与最大应力发生在界面的顶部边缘。

图6显示了一个对称的梯形接头的结果的一半为20毫米的总纵向收缩。显着较低的应力值表现出在插头/路面接口时进行膨胀，收缩和剪切，最大应力发生在界面的基础上。在所有的加载模式的梯形接头容纳应力充分利用其体积，虽然最大值为其他接头设计获得的那些差不多的大小。