三维弹塑性滚动接触分析的工程模型

符号说明 aH，bH：赫兹接触椭圆的长半轴，短半轴，m az，ay：网格间距，m a（张量）：当量应力的二次偏导数 A（张量）：连接应力增量与应变增量的张量     

ANSYS在求解轴承接触问题中的应用

以点接触为例，对ANSYS有限元分析计算结果与赫兹解进行比较，指出在利用ANSYS求解接触问题时，接触体的接触区及附近区域的单元网格边长应不大于接触椭圆的半轴长度，且小于接触椭圆短半轴长度的50%时为佳，以满足有限元分析结果精度的需要。     

压电介质中Ⅲ型绝缘裂纹的能量释放率

讨论无限大压电介质、在无限远处均匀的反平面力载荷和平面内电载荷作用下的椭圆孔口问题，计算得到椭圆空口扩展时的能量释放率G。结果表明，能量释放率不仅与外载荷、椭圆的长半轴有关，而且还与α、β和γ三个参数有关。这里的α为椭圆的短半轴b与长半轴α的比，该参数决定椭圆孔的形状，β为椭圆孔内介质的压电系数与压电介质的有效压电系数的比，γ为在椭圆孔口扩展过程中长、短半轴的变化之比，表征椭圆孔口形状的变化。当椭圆的短半轴b→0时，椭圆孔口变为裂纹，能量释放率与α／β和γ／β有关。     

椭圆的八心圆画法

当已知椭圆长半轴a、短半轴b,如何运用直尺和圆规迅速而又比较准确绘制椭圆是工程上经常要遇到的问题。目前,国内普遍采用四心圆法(即用四段圆弧来拟合椭圆)作近似椭圆。但是,当椭圆的长半轴与短半轴相差较大时,用四心圆法所画得的椭圆与标准椭圆相比,其形状误差甚大。近年来,由国外的模具图传来了用八段圆弧拟合椭圆的信息,但是迄今为止,尚未看到介绍这种画法的专门文章。为此,我们进行了一些研讨。     

圆锥滚子轴承挡边倾角的优化研究

针对圆锥滚子轴承普遍存在的挡边摩擦发热问题,对圆锥滚子球基面和锥挡边的接触形式、受力和接触椭圆进行了研究。对圆锥滚子轴承现行设计方法中,挡边倾角值的计算方法及其不足进行了总结;基于赫兹点接触理论,提出了圆锥滚子球基面与锥挡边的接触计算模型;以某汽车用单列圆锥滚子轴承为实例,给定了轴承参数和使用工况,根据轴承受力平衡,求解了滚子表面受力;对受力最大的滚子,设置了接触椭圆边缘恰好在油沟边缘的极限位置为条件,运用迭代法讨论了挡边倾角值变化对挡边受力和接触椭圆各参数的影响。研究结果表明:随着挡边倾角增大,接触椭圆的各参数均呈减小趋势,摩擦将越小;综合考虑滚子歪斜和不对中因素后,挡边倾角值得到了优化,挡边的摩擦问题得到了改善。     

四点接触球轴承椭圆沟道截形的几何设计

椭圆沟道截形几何设计的实质是在给定的约束条件下,确定椭圆的长半轴和短半轴。文中就椭圆参数方程和约束条件的建立进行了分析与计算。附图2幅,参考文献2篇。     

圆锥滚子轴承内圈挡边与滚子球基面接触分析

通过圆锥滚子轴承内圈挡边与滚子球基面接触变形的理论分析,归纳出了接触椭圆的精确计算公式,找出了变形区域长短轴尺寸与载荷大小的关系,进行了应力计算,为圆锥滚子轴承在重负荷下挡边有效宽度的精确设计提供了理论参考。     

角接触球笼式等速万向节椭圆沟道设计与接触应力分析

从理论上证明了给定接触点沟道沟曲率系数、钢球直径和接触角的角接触球笼式等速万向节(BJ型与DOJ型)椭圆沟道截面参数唯一性问题,给出了计算椭圆长、短半轴解析表达式。同时给出了沟道-钢球接触主曲率计算公式和椭圆积分拟合公式,简化了沟道-钢球接触应力和变形的计算,计算了BJ75等速万向节沟道截面参数和应力变形。附图8幅,表1个,参考文献8篇。     

设计与工艺实用数学讲座──第二讲 椭圆体的下料计算与画法

在机械结构工程中椭圆是常见的，如椭圆罐体、圆柱体斜截断面、锥体斜截断面、椭圆封头模具断面、椭圆封头的垂直断面、特定的椭圆形零部件等。一、椭圆方程椭圆图形如图1所示，图中：a为长半轴、b为短半轴，O为中心，FI、FZ为焦距，rlr2为焦点半径，M为椭圆圆周上任一点。图1椭圆图形椭圆方程式的表述为：二、椭圆的若干几何性质为说明有关问题，引入几个相关的椭圆基本元素（见图1）。1．焦距2．焦点半径和为常数rl＋fZ=2a若规定三、椭圆方程以y一f（X）形式有几种表达式在机械工程中经常需解与XO对应的yo值，由式门）可导出如下的椭…     

计算最小润滑油膜厚度

相互接触的机器零件,如轴承、齿轮和凸轮其磨损很大程度上取决于在这些零件上的润滑油膜的厚度。如果油膜厚度太薄,零件会很快磨损,并过早损坏。但以前的一些计算最小油膜厚度的公式都不太可靠,而现根据物体呈椭圆接触的情况,对其在等温下弹性流体动力润滑进行的研究得出了更为精确的计算公式。 公式根据零件接触处的几何形状,用其不同的曲率半径来描述两个物体之间的接触。曲率为其在o和y方向上的曲率之和。 如 在法向负载力F作用下,物体之间的接触面呈长半轴为a和短半轴为b的椭圆状,其椭圆率K可按下式计算: 根据工作情况,零件间接触区的…     

行星滚柱丝杠副负载对摩擦力矩的影响

首先介绍了滚柱丝杠副的接触特点,基于赫兹理论和滚柱丝杠副载荷分布规律,分析滚柱丝杠副摩擦力矩的理论模型。模型显示,在影响摩擦力矩的因素中,接触椭圆长(短)半轴和滑动摩擦因数都受外界负载影响。随后分别讨论了滚柱丝杠副的接触椭圆长(短)半轴和滑动摩擦因数随外界负载的变化规律,最后得出了滚柱丝杠副负载对其摩擦力矩的影响规律,并与将摩擦因数设为常数的分析结果对比。研究结果显示,负载相对于额定负载每增大10%时,滚柱丝杠副摩擦力矩相应增加16%;当负载大于额定负载的70%时,滑动摩擦因数随负载的变化对摩擦力矩的影响不可忽略。     

椭圆截面异形轴专用模具

某零件如图1所示,是一款带有椭圆截面的异形轴,椭圆长半轴为2.4mm,短半轴为1.65mm。该轴材质为3Cr13,产品短小,生产批量大。目前,椭圆轴加图1工比较困难,常用椭圆轴加工方法有靠模仿形法、数控加工中心铣削法和特殊数控车床车削法等。     

数控机床铣削椭圆型腔技术研究

数控机床切削椭圆过程中,为避免产生过切或刀补建立失败,需选择合理的刀具及合理的进、退刀位置,其中刀具半径根据椭圆长半轴极点的曲率半径公式计算得出;在编制宏程序时,椭圆曲线参数方程中数据的代入直接影响到椭圆形状的加工,其中包括代入公式的长、短半轴的数据,是离心角或是旋转角;在编制宏程序时,确定刀具中心的路径为理想椭圆的等距偏移线,其中偏移距离最大为长半轴极点曲率半径值,这样不仅能保证机床加工过程中顺利切削并且保证椭圆尺寸要求的精度。     

基于ABAQUS的导电滑环的单丝静态接触力学特性分析

以单丝电刷和导电滑环的接触为研究对象,将单丝电刷和导电环的接触抽象为两圆柱体垂直接触的几何模型,结合赫兹椭圆产生式,推导出两圆柱体垂直接触的解析公式,并通过有限元软件ABAQUS模拟仿真分析单丝电刷和导电环垂直接触的状态,将有限元解与理论解进行对比。结果表明,刷丝和导电滑环垂直接触的解析公式与两球体赫兹接触的表达式相似,区别在于多了一个修正系数,该系数与两圆柱体的半径比值有关,当网格尺寸小于接触面椭圆短半轴的50%时,接触应力的有限元分析结果最佳,同时,有限元分析结果有效验证了导电滑环单丝静态接触解析公式的正确性。     

球面滚子的热弹流研究

采用有限长弹流润滑模型分析研究了球面滚子的润滑问题。研究表明:当实际接触长度小于名义接触长度时,球面滚子的润滑具有点接触弹流特征;随椭圆比或载荷的增大,球面滚子的润滑状态由点接触润滑状态向线接触润滑状态转变,出现端部压力升高和端部膜厚减小的现象,并且边缘效应的出现总是与端部膜形闭合效应的消失相对应,得出了设计此类接触副时应保证足够的名义接触长度的结论。     

弹性点接触问题的数值求解与应用

两个弹性体间的点接触问题是一个经典的弹性接触问题。本文旨在对弹性点接触问题的数值求解及其在滚动轴承局部接触问题中的应用进行探讨。1　弹性点接触问题的基本理论　　如图1所示,设任意两个弹性曲面体、在图1　两个接触体的点接触示意图外载荷Q作用下进行接触,在Q未作用前两物体仅在O点相互接触,O点附近的主曲率半径分别是R1、R2和R1、R2;同时记两接触体上相应主平面之间的夹角为ψ;在外载荷作用下,接触区域扩展为椭圆,其长半轴为a,短半轴为b,最大接触应力为pmax,弹性趋近量为δ。HertzH于1881年通过假设接触应力为半椭球体分布,用…     

挡边-滚子弹性接触状态的数值计算及工艺分析

为了提高抗过热运转和咬蚀磨损的可靠性，即具有较高的极限轴向承载能力，在接触点处形成具有承载能力的润滑油膜是必须的。通过对91754EQ轴承滚子-挡边的弹性接触状态理论计算表明：与锥面挡边相比，圆弧挡边更容易建立这种润滑油膜，而且通过合适选择弧挡边几何形状尺寸使接触椭圆长轴重合于卷吸速度方向时，将能够得到更大厚比数润滑油膜。     

平地机半轴疲劳寿命预估及其台架疲劳试验

针对PY160平地机后桥链轮半轴实际载荷工况,编制了相应的8级载荷谱,利用载荷谱对改进前后的半轴进行疲劳寿命分析和预估,用等效强化对改进后的半轴进行室内台架疲劳试验。将半轴预估寿命,台架试验寿命及改进前后半轴的实际工程寿命进行对比和分析,验证了利用修正Miner法则与Goodman图线预估半轴疲劳寿命是可行和可靠的,满足实际工程需要的寿命预估,并为类似零部件的疲劳设计提供了方法和相关疲劳数据。     

发动机缸孔椭圆开口偏置类抛物线微织构研究

为探究更有利于提高汽车发动机活塞环/缸套摩擦副性能的微织构，在某发动机活塞环/缸套摩擦副设计椭圆开口偏置类抛物线微织构，综合运用CCD实验设计和响应面优化理论，采用CFD方法研究该微织构特征参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数和承载压力的影响规律；建立相应的数学模型，并运用鲸鱼优化算法对微织构参数进行多目标优化设计。结果表明：微织构参数对活塞环/缸套摩擦副摩擦因数程度由大到小依次为密度、长半轴、深度、偏置量、短半轴，对承载压力的影响程度由大到小依次为密度、深度、偏置量、长半轴、短半轴；所建相应数学模型具有足够的精度，可用于依据微织构特征参数对摩擦副相关性能的准确预测。得出的微织构最优参数为：椭圆长半轴390 μm，短半轴108 μm，偏置量139 μm，深度42 μm，织构密度0.69。与未织构摩擦副相比，按照最优微织构参数织构化的活塞环/缸套摩擦副的承载压力提升了2.67%，摩擦因数降低了32.1%。     

使用组合夹具磨削大圆弧

我们使用组合夹具磨削大圆弧,效果较好,现介绍如下。一、工作原理根据平面几何椭圆的性质,椭圆在短半轴方向的弧段具有较大的曲率半径,这样,就有可能用椭圆圆