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相似文献
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1.
将凸轮与平底从动件接触视为二维线性接触,基于无限大半空间模型对从动件的变形量进行了分析,利用圆柱体二维线接触变形的计算方法对凸轮接触变形进行了计算,从而得到了凸轮与平底从动件的接触变形量与接触刚度理论计算公式。利用Palmgren公式和有限元方法对计算公式进行了验证,并分析了接触刚度与凸轮曲率半径、接触力之间的关系,结果表明:接触应力、接触半宽、凸轮接触变形量的理论计算值与有限元计算结果几乎相等,凸轮与从动件的接触变形量之和的理论计算值与有限元计算值相差小于5%;凸轮与平底从动件的接触变形之和、接触刚度都与接触处凸轮的曲率半径无关,而与凸轮与平底从动件间的接触力大小有关。  相似文献   

2.
固定接触界面法向静弹性刚度   总被引:5,自引:1,他引:4  
基于Hertz接触理论推导了两个微凸体之间互相作用的法向接触静弹性刚度.根据修正后的一个微接触点的平截面积尺寸分布,给出了界面的总法向接触静弹性条件刚度、总条件载荷的解析解.将法向静弹性刚度的解析解嵌入到有限元软件中,获得整机的理论模态.通过实验对解析解进行了定量验证.以机床结合部为研究对象,在理论振型与实验振型一致的...  相似文献   

3.
针对隧道正交下穿既有结构施工力学响应的预测问题, 建立了考虑多体接触作用的隧道施工扰动下地层?基础体系力学响应解析预测方法. 该方法将地层视为均匀各向同性的线弹性体, 通过引入接触理论考虑地层与基础间的接触作用, 并提出“隧道开挖与基础作用换序求解”的新解析思路,确定了最终状态接触压力, 解决了隧道开挖及多体接触耦合作用下接触压力难以确定的问题, 进而依据弹性力学解的叠加性获得目标问题的解析解答. 通过对比该解析解与ABAQUS数值解, 发现两者吻合良好. 基于本方法开展参数分析, 研究了地层参数、隧道埋深、隧道边界径向位移以及外荷载集度对地表竖向附加位移、接触压力和基础内力分布的影响规律. 结果表明: 本方法可准确预测地层?基础体系的接触力学响应, 实现了地层与基础间接触力学行为的量化描述; 地层杨氏模量和泊松比对地层?基础体系力学响应的影响分别侧重于变形和受力, 而隧道埋深和隧道边界径向位移变化对受力变形均有较大影响; 地层位移受隧道开挖扰动与多体接触效应的耦合作用, 且接触影响范围局限在接触区域附近; 隧道开挖使接触压力产生“中间释放、端部集中”的重分布现象, 并由此造成基础内力的大幅增长. 当开挖扰动剧烈时, 甚至产生竖向位移不连续的脱空接触现象. 研究成果对城市浅埋隧道施工影响下地层?基础体系力学响应预测具有重要的理论意义和应用价值.   相似文献   

4.
提出一种同时考虑粗糙面上微凸体弹性变形和塑性接触的切向黏滑摩擦建模方法。采用Hertz弹性理论和Mindlin解描述弹性接触微凸体的切向载荷和相对变形的关系;采用AF(Abbott-Firstone)塑性理论和Fujimoto模型描述塑性接触微凸体切向载荷和相对变形的关系。再利用GW(Greenwood-Williamson)模型统计分析方法建立粗糙表面切向载荷和相对变形之间的关系。将模型与仅考虑微凸体弹性接触情况的模型进行对比,并研究了不同塑性指数对切向载荷和相对变形关系的影响。结果表明:与完全弹性接触模型相比,本文模型引入了塑性接触理论,能够更好地描述粗糙表面切向载荷和相对变形关系,并且考虑不同接触条件下弹性变形微凸体和塑性变形微凸体对切向接触载荷的贡献,在微滑移阶段,主要由弹性接触变形影响,而在进入宏观滑移阶段之后,切向行为主要由塑性变形影响。界面切向载荷由黏着和滑移接触作用共同决定,随着切向变形的增加,滑移接触力逐渐增加,而黏着接触力先增加后减少,反映了界面由微滑移逐渐向宏滑移演化的过程。随着塑性指数的增加,粗糙面上发生塑性接触的微凸体数目逐渐增加,切向黏滑行为主要受到塑性接触特征的控制。  相似文献   

5.
单峰接触研究及其在分形表面接触中的应用   总被引:2,自引:1,他引:1  
基于有限元方法,建立了弹塑性单峰的接触模型.粗糙峰为理想的弹塑性材料,为了考虑不同的材料特性对微凸体变形的影响,分别对9种不同的材料进行了分析.根据有限元计算结果,分析了接触面积,平均接触压力和接触力与变形干涉量之间的关系,并进行了经验公式的拟合.单峰接触所经历的4个不同的阶段,以及不同阶段之间的转化点均作了明确的表达.然后,根据分形理论,将单峰接触模型扩展到了三维的粗糙表面的接触,并提出了一个计算接触表面法向刚度的模型.通过与实验数据和以往模型的结果对比,证明本文中所提出的模型具有较高的精度.  相似文献   

6.
一种基于非线性弹簧新的球轴承接触有限元模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于Hertz接触理论和非线性弹簧模型提出了一种新的球轴承有限元建模方法。所提方法在沟道圆心间设置非线性弹簧,采用Hertz理论建立非线性弹簧力与变形关系,通过非线性弹簧长度判断球体是否与套圈发生接触。数值算例表明该方法人计算结果与Hertz理论解一致,说明该方法可行有效,并且此方法精度较高。  相似文献   

7.
利用一种新的橡胶材料应变能函数,对橡胶楔体与刚性缺口接触大变形问题进行了分析。得到了接触尖点附近变形的奇异性特征,给出了奇异性指数与材料常数、橡胶楔体角度、刚性缺口角度之间的关系式。同时编制了大变形有限元程序,计算得到了与理论解一致的结论。  相似文献   

8.
陈少华  李咏芳 《力学学报》2000,32(4):412-419
利用Kuowles与Sternberg提出的非线性弹性大变形应变能函数,对橡胶楔体与刚性缺口接触问题进行大变形渐近分析,推导了楔体尖端场的渐近方程,得到楔体尖端附近的应力应变场及应力的奇异性指数与橡胶楔体角度、刚性缺口角度及材料常数有关的表达式;楔尖附近同一半径上应力分量为常数,同时,利用非线性有限元理论编制了大变形有限元程序,考虑楔体尖端与缺口接触边界条件,计算得到了与分析解一致的结论,当缺口角  相似文献   

9.
齿轮接触有限元分析   总被引:61,自引:0,他引:61  
通过接触仿真分析研究了通用接触单元在轮齿变形和接触应力计算中的应用。建立了一对齿轮接触仿真分析的模型,并使用新的接触单元法计算了轮齿变形和接触应力,与赫兹理论比较,同时也计算了摩擦力对接触应力的影响。计算分析了单元离散、几何、边界范围与加载或约束处理方式的误差,建立了一个计算轮齿变形和接触应力的标准,说明了新的接触单元法的精确法、有效性和可靠性。  相似文献   

10.
八次对称二维准晶材料接触问题   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文通过引入位移函数和应用Fourier分析与对偶积分方程理论圆满解决了在一个刚性平头冲头作用下八次对称二维准晶材料的接触问题,得到了此材料接触问题应力与位移的解析表达式。结果表明,如果接触位移在接触区域内为一常数,则接触应力在接触边缘具有1/2阶奇异性,这为准晶材料的接触变形提供了重要的力学量。  相似文献   

11.
The linear contact problem for a system of small punches located periodically on a part of the boundary of an elastic foundation is studied. An averaged contact problem is derived using the Marchenko–Khruslov averaging theory. An asymptotic formula is obtained for the translational capacity of a smooth punch with a fine-grained flat base.  相似文献   

12.
Based on the theory and technique of nonlinear geometric field theory of continuum, a more general incremental variational equation for elastic and plastic large deformation in co-moving coordinate is established in this paper. An expression for two and three-dimensional continua is derived, and the incremental variational equation for large deformation of changing boundary contact and the variational inequality in rate form are obtained, which provides the theoretical basis for the computation of elastic-plastic large deformation contact problem with friction.  相似文献   

13.
在复合材料层合板静压痕接触问题中,由于层合板接触区域的纤维走向发生了变化,导致沿厚度方向的弹性模量产生变化并随着凹坑深度的增加而增大。本文建立压头压入后的力学分析模型,得到了与凹坑深度相关的沿厚度方向的等效弹性模量;将等效弹性模量代入目前被广泛接受的修正Hertz接触理论,建立了新的接触力与凹坑深度的关系式。通过与静压痕试验中接触力和凹坑深度的关系进行比较,结果表明该接触关系式能较好地描述接触力和凹坑深度的关系。与文献修正理论相比,在压痕较小时,本文的修正结果较好。  相似文献   

14.
发展了二维弹性接触问题中的随机边界元法,推导并建立了相应的随机边界元基本方程,并将所发展的方法用于静强度的可靠性分析,讨论了其数值解技术。通过算例分析表明,本文发展的方法是可行的。  相似文献   

15.
A method of orthogonal polynomials is proposed to solve the contact problem for a rectangular die on an elastic foundation. For the case of an elastic half-space, an exact formula is derived for the translation of the die under symmetric loading  相似文献   

16.
本文提出一个计及轴销变形与接触区摩擦效应的弹性轴销模型,并采用弹性理论的复变函数解法,研究了正交各向异性无限大板的孔销接触问题.分析表明,板件的孔边应力分布与板件、轴销的材料性能密切相关,而且,摩擦系数的大小对应力分布也存在明显影响.  相似文献   

17.
郑志军  虞吉林 《力学学报》2007,39(3):382-388
通过线性叠加Sneddon方法和Lowengrub-Sneddon方法分别给出的解, 得到了一个弹性半空间 轴对称混合边值问题的一般解,进而研究了两个一般轴对称弹性体的正向无摩擦吸附接触问 题. 考虑任意有效的表面形状(要求中心部分首先进入接触)和任意的表面吸附作用,推广 得到了广义Maugis模型. 该模型是一个半解析的模型,它可以分解成表面形状和表面吸附 作用的分别独立影响的两部分,以及一个关联变形和吸附作用的式子. 利用Dugdale模型近 似表面吸附作用,得到了具有任意有效的表面形状的广义M-D模型. 它在强吸附或软材料条 件下的极限形式是广义JKR模型,而在弱吸附或硬材料下的另一个极限形式是广义DMT模型.  相似文献   

18.
Abstract

This study investigates the local contact characteristics of the threaded surface meshing of a planetary roller screw mechanism (PRSM). First, according to the threaded surface structure and threaded surface meshing characteristics, expressions for the principal curvature and principal direction of the contact ellipse at a contact point are derived based on the differential geometry theory. Next, based on a force analysis and threaded surface equations, an analytical model is established to calculate the dimensions and principal vector direction of contact ellipses on threaded surfaces. The elastic deformation and maximum contact stress are determined using Hertz elastic contact theory. Then, finite element (FE) numerical models for a single pair of threads at the screw–roller interface and the roller–nut interface are developed to calculate the contact area and maximum contact stress. The results are compared with those of the analytical model to demonstrate the validity of the analytical model. Finally, based on the analytical model proposed in this article, the local contact characteristics of threaded surfaces with various thread pitches, flank angles, and profile radii of roller threads are analyzed in detail.  相似文献   

19.
The various equations at the surfaces and triple contact lines of a deformable body are obtained from a variational condition, by applying Green’s formula in the whole space and on the Riemannian surfaces. The surface equations are similar to the Cauchy’s equations for the volume, but involve a special definition of the ‘divergence’ (tensorial product of the covariant derivatives on the surface and the whole space). The normal component of the divergence equation generalizes the Laplace’s equation for a fluid–fluid interface. Assuming that Green’s formula remains valid at the contact line (despite the singularity), two equations are obtained at this line. The first one expresses that the fluid–fluid surface tension is equilibrated by the two surface stresses (and not by the volume stresses of the body) and suggests a finite displacement at this line (contrary to the infinite-displacement solution of classical elasticity, in which the surface properties are not taken into account). The second equation represents a strong modification of Young’s capillary equation. The validity of Green’s formula and the existence of a finite-displacement solution are justified with an explicit example of finite-displacement solution in the simple case of a half-space elastic solid bounded by a plane. The solution satisfies the contact line equations and its elastic energy is finite (whereas it is infinite for the classical elastic solution). The strain tensor components generally have different limits when approaching the contact line under different directions. Although Green’s formula cannot be directly applied, because the stress tensor components do not belong to the Sobolev space H1(V)H1(V), it is shown that this formula remains valid. As a consequence, there is no contribution of the volume stresses at the contact line. The validity of Green’s formula plays a central role in the theory.  相似文献   

20.
Evaporation of sessile water droplet on polydimethylsiloxane (PDMS) surfaces with three different curing ratios (5:1, 10:1, and 20:1) was experimentally investigated in this paper. We show that the constant contact radius (CCR) evaporation on surface with high curing ratio lasts longer than that with low curing ratio. We also measured Young's moduli of PDMS films by using atomic force microscopy (AFM) and simulated surface deformation of PDMS films induced by sessile water droplet. With increasing curing ratio of PDMS film, Young's modulus of PDMS film is getting lower, and then there will be larger surface deformation and more elastic stored energy. Since such energy acts as a barrier to keep the three-phase contact line pinned, thus it will result in longer CCR evaporation on PDMS surface with higher curing ratio.  相似文献   

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