密切接触的非赫兹接触应力

由于赫兹接触理论只适用于两曲面曲率不同的情形,当两曲面曲率相同时公式无效,必须采用新的方法。针对密切接触曲面,提出密切接触下的接触应力计算方法。首先把密切曲面展开成四阶级数的形式,然后利用契贝谢夫正交多项式转换成契贝谢夫级数的形式。根据接触应力与接触位移的对应关系,求出接触应力的分布规律,确定接触区宽度等对应参数。又针对具体的椭圆形密切接触曲面,举例计算了接触应力的分布函数,用计算机图形曲线描述了压力分布的规律,探讨了密切接触区的形成机制和载荷性能。

机械高副机构的非赫兹接触应力精确计算研究

传递动力的高副机构,如摩擦轮、凸轮齿轮、链轮传动、滚动轴承、滚动螺旋等,都有接触强度问题,自然也涉及到接触应力。在此对非赫兹接触应力精确计算进行了研究,得到了4种计算公式。

机械零件的接触应力计算

传递动力的高副机构,如摩擦轮、凸轮齿轮、链轮传动、滚动轴承、滚动螺旋等,都有接触强度问题,自然也涉及到接触应力。在此对接触应力计算作较为全面的讨论。

渐开线直齿圆柱齿轮设计中的接触应力研究

齿轮传动通常在较高的接触应力下工作,对渐开线曲面间高副接触应力的分析认为:设计时如果考虑接触应力分布,对结构作相应改进,对于提高齿轮使用寿命很有实际意义。

弹子排加压机构的等应力参数设计与有限元仿真

弹子排加压机构在重载车辆的全盘式机械制动器中应用广泛,弹子与弹子槽之间的接触状态受控于二者的几何参数,为了控制二者间的接触应力,提高系统的使用寿命,以分布半径不等的弹子排加压机构为研究对象,基于赫兹应力理论,以接触应力峰值均一化为目标,对弹子槽曲率半径进行了参数优化,并在ANSYS平台上进行了有限元仿真,验证了优化结果,为弹子排加压机构的工程设计提供了一种等应力条件约束下的弹子槽间隙计算方法。

应用新的塑性模型分析轧辊接触应力

轧辊接触的弹塑性应力不产生应变。因为塑性模型的设计涉及到材料的棘轮效应。在这项工作中，通过利用在塑性模型中最新发展的半分析技术，我们研究了轧辊残余应力和棘轮步进剪切应变。通过模拟1070珠光体钢的性能Po／k可以从5．0到9．0，G／p从-0．3到0．3。其中Po是最大赫兹应力，k是剪切材料的屈服应力，Q是典型的切应力，P是载荷。同时发现轧辊表面的棘轮比随轧辊使用次数和棘轮连续次数的增加而增加。模拟证实：同驱动轮相比，被驱动轮易疲劳。它概括了轮的接触易产生产品表面移动的趋势。切应力在棘轮上起相当大的作用，但是它产生的残余应力是不大的。所有的残余应力主要由Po／k的比值决定。同时研究了钢轨多次应变和机车驱动轮的棘轮。机车驱动轮在钢轨上产生“向前”的表面棘轮效应，而被驱动轮在钢轨上产生“向后”的表面棘轮效应。许多令人激动的塑性理论不能很好的预测棘轮的方向变化。在这里没有研究在固定载荷下的棘轮稳定状态。

电动注塑机用滚珠丝杠副的动态应力分析

通过建立电动注塑机用滚珠丝杠副接触角等结构参数以及速度和加速度的动态受力模型,利用螺母和丝杠的速度关系,得到二者之间加速度的关系。应用赫兹应力公式推导出螺母侧和丝杠侧的接触应力公式,并进一步分析了接触角等结构参数以及速度和加速度对丝杠副接触应力的影响。结果表明,对于电动注塑机用滚珠丝杠副,速度的增大会造成接触应力的明显增加,加速度的增加也会造成接触应力的增加。

渐开线齿轮的接触分析

以Hertz应力表达式为基础,将单齿啮合的渐开线齿轮等效为相互挤压的两个圆柱体,推导了齿轮接触应力的理论表达式.建立一套单齿对啮合的有限元分析方法,包括引入渐开线和齿根过渡曲线方程及对应的自变量区间,建立参数化齿廓;模型轮缘厚度取3倍的模数,周向宽度取3倍的齿厚;在接触面上进行网格细化处理;在对应的主、从动齿轮内缘分别施加均匀切向力和固定约束等.计算结果显示,有限元解和理论解吻合较好,最大偏差不超过5%,该方法适用于不同的啮合轮齿参数.由有限元方法得到的渐开线轮齿的接触应力符合Hertz理论中的半椭圆分布规律,Mises应力和剪应力分布也符合接触力学理论,但应力分布的对称中心存在偏离或者偏斜现象,分析认为,是由于轮齿弯曲变形造成的.

圆柱滚子轴承的强度研究

依据赫兹接触强度计算理论,着重研究了圆柱滚子轴承内、外圈及滚动体的接触应力。结果表明,当内圈与滚动体运动到与轴承所受经向载荷方向重合时,内圈与滚动体之间的接触应力最大。

少齿数渐开线齿轮副点蚀失效的理论研究

分析了摩擦力和润滑油对少齿数渐开线齿轮副齿面赫兹应力的影响 ,并利用断裂力学的观点解释了少齿数渐开线齿轮副齿面疲劳点蚀的最终形成。

KX84系列牙轮钻头牙爪大跑道的失效分析

KX84系列牙轮钻头工作一段时间后,因牙爪大跑道失效而报废。通过赫兹应力分析、显微硬度测试、剖面金相观察和断口分析,对牙轮钻头牙爪大跑道的失效形式进行分析,并对裂纹萌生的深度进行预测。结果表明:牙爪大跑道失效形式为接触疲劳。当轴压低于6.895 MPa时,45°切应力τzy45°与最大水平切应力τ_(0max)低于疲劳极限σ_(-1),疲劳裂纹不会萌生;当轴压超过6.895 MPa,疲劳裂纹开始萌生;当轴压达到13.79 MPa时,可以利用接触面半宽b对裂纹深度进行预测。KX84-250和KX84-310牙轮钻头的牙爪大跑道裂纹预测深度为0.27、0.34 mm,实际深度为0.28、0.38 mm。为了提高牙轮钻头的钻孔深度,牙轮钻头在安装时注意避免极端情况的出现,同时控制轴压,避免疲劳裂纹的萌生。

金属表面质量对PTFE复合材料摩擦性能的影响

采用冷压-烧结成型工艺制备了3种聚四氟乙烯复合材料,制备了3种不同表面质量的45#钢、铝合金及其表面阳极氧化的摩擦对偶件,考察了聚四氟乙烯复合材料与对偶件配副的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察了复合材料磨损后的表面形貌。结果表明:金属表面粗糙度Ra、Ry较大,表面接触区域Mr较小时,聚四氟乙烯复合材料干摩擦因数和磨痕宽度较大;金属表面粗糙度Ra、Ry较小,表面接触区域Mr较大时,聚四氟乙烯复合材料干摩擦因数和磨痕宽度较小。金属表面粗糙度Ra、Ry较小,表面接触区域Mr较大时,在干摩擦剧烈磨损阶段,摩擦表面接触区域产生很大的应力和变形,形成微观的赫兹应力分布,导致了聚四氟乙烯复合材料微切削磨损、疲劳磨损、磨粒磨损和黏着磨损。

汽轮机阀门快关动态冲击载荷研究

进行汽轮机阀门快关动态冲击载有限元分析,根据能量守恒原理,应用赫兹应力计算方法求解阀门快关的极限关闭速度,并且通过实验验证本方法的正确性。

渗碳淬火齿轮有效硬化层深度的理论计算

渗碳淬火齿轮的应用日益广泛。为提高齿轮的承载能力,必须使之获得足以抵抗接触疲劳破坏的有效硬化层。可通过分析齿轮失效机制和损伤过程,运用赫兹应力公式、藤田公式及Smith理论,在弹性范围内计算渗碳淬火齿轮的有效硬化层深度,同时提供了计算渗碳淬火齿轮有效硬化层深度的经验公式。

两弹塑性接触粗糙表面的严格解析解

GW干接触模型存在5个缺陷。当相糙峰高度的概率密度为Gauss分布时,给出了数学期望接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的严格解析解,采用软件Maple计算了抛物柱面函数。实例计算表明接触点数与载荷近似成凸弧形直线正比例关系;量纲一的间距是联系接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的纽带,它依赖名义压应力,但对名义压应力的变化不敏感;接触面积与载荷很接近直线正比例关系,在弹性接触条件下存在一个准"弹性接触硬度",接触压应力等于准弹性接触硬度,名义面积对接触面积几乎无影响。

进口干油泵齿轮的优化

分析777010型干油泵齿轮的失效原因,找到了设计上的优化空间,从根本上提高齿面接触疲劳强度。

冷轧支承辊剥落原因分析及对策

本文对我厂支承辊剥落原因进行了分析,得出支承辊剥落是由于接触高点应力集中导致次表层产生疲劳裂纹,疲劳裂纹向表层扩展最终产生剥落。

氮化钒(VN)涂层在不同载荷下的摩擦磨损行为

采用真空阴极电弧离子镀方法制备氮化钒(VN)涂层,并研究了VN涂层的结构、力学性能以及不同载荷对摩擦磨损行为的影响.结果表明:VN涂层结构致密并呈柱状方式生长,其晶体类型为NaCl-型面心立方结构.涂层具有强的膜基结合力以及良好的摩擦学性能.随着载荷增加,VN涂层的摩擦系数降低,而磨损率增加.基于赫兹弹性接触模型以及摩擦产物的成分分析结果,发现载荷越大,界面接触应力越大,界面摩擦化学反应越剧烈,这有利于降低剪切应力并促进V元素氧化生成V2O5润滑相,导致摩擦系数降低.此外,因韧性不足、抗塑性变形能力弱等原因,随载荷增加,涂层磨损率增大.

考虑车轮不圆的轮轨法向接触问题研究

建立了描述车轮不圆的轮轨三维模型,并假设切向接触对法向接触不产生影响,采用非赫兹接触理论探讨了车轮不圆对轮轨法向接触的影响。分析了正常情况下车轮横移量对轮轨法向接触的影响,并研究了车轮二阶不圆且滚动1/3周的轮轨法向接触变化特性。计算结果表明,接触斑外形可能有多种形状;车轮不圆会引起较大的接触应力。

旋转流变仪摩擦模块在润滑脂中的应用

润滑脂在外部激励作用下会表现出不同的流变学特性,可以用旋转流变仪对润滑脂的相关性能进行表征。对Anton-Paar MCR302旋转流变仪及其摩擦模块进行了介绍,对摩擦模块的摩擦力及赫兹接触应力进行了分析。对用旋转流变仪及其摩擦模块测定轴承润滑脂的Stribeck曲线,研究温度对润滑脂摩擦因数的影响及对轴承失矩现象等案例进行了讲解。Anton-Paar MCR302旋转流变仪及其摩擦模块可用于测定润滑脂的流变学特性,可为润滑脂的研发及应用提供技术支撑和模拟方法。