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微动接触应力的有限元分析

以方足微动桥试样接触几何条件为研究对象,应用ANSYS有限元分析软件对其接触面上的应力分布进行弹性有限元分析,验证用ANSYS所建计算模型的正确性,分别计算不同名义接触压力和不同摩擦因  (本文共6页) 阅读全文>>

大连交通大学
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压装工艺及表面热处理对微动疲劳的影响

大量研究表明,轮对的微动疲劳损伤更易发生于车轴轴身与车轴轮座处,而轮座处的隐蔽性对微动疲劳损伤检测带来了困难,故其危害性变得更大。因此,对于轮轴的压装工艺、轮轴微动疲劳损伤、微动裂纹萌生可能性的研究对铁路车轮轮轴压装过盈量及热处理措施的选择确定具有指导意义。本文通过有限元分析软件ABAQUS数值模拟注油压装过程,并对比分析不同过盈量下,经过调质处理和表面淬火处理的车轴在压装完成之后配合区域的应力分布情况。同时,施加弯曲载荷,研究其接触应力、正应力、滑移情况和裂纹萌生可能性等。在裂纹萌生预测方面,应用Ruiz判据对车轴轮座部位进行微动疲劳损伤分析。最后,研究不同过盈量、不同热处理对轮轴微动疲劳损伤的综合性评价。其具体结果如下:压装过程的对比:(1)验证了半润滑状态的摩擦系数为干摩擦和油膜润滑状态摩擦系数之和的一半。(2)车轴表面淬火处理与调质处理后的接触应力和正应力均随着过盈量的增大而增大。(3)对比注油压装完模型与没有压装过程而...  (本文共102页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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具有“滚动—滑动”接触特征的微动疲劳机理分析

微疲劳损伤广泛存在于各种机械接触变载荷作用的构件上,如螺栓,轴承,键槽和榫槽等。微动疲劳会加速受微动作用构件的接触处表面及表层裂纹的萌生和扩展,在微动疲劳的早期阶段裂纹生长速率较高,导致了微动条件下金属构件过早失效,大幅度降低长寿命构件寿命。因此,研究微动疲劳裂纹的萌生和扩展行为具有重要的实际意义。本文通过对具有“滚动-滑动”接触特征的典型构件进行数值分析和仿真研究,探讨微动疲劳萌生机理及微动疲劳寿命影响因素。首先,针对微动疲劳的主要影响参数对微动疲劳裂纹萌生应力应变情况进行数值分析。提出了一种具有“滚动-滑动”微动特征的微动疲劳裂纹萌生的控制模型。该模型提供了复合滚动微动和滑动微动的主要影响因素的综合控制参数,该参数能够对微动裂纹萌生的位置进行预测。其次,应用断裂力学的平均应变法对微动疲劳寿命进行预测。根据典型的具有“滚动-滑动”特征的微动接触副的几何结构,建立了微动接触有限元模型;基于该计算模型能够求得接触表面的应力场;通过...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

兰州理工大学
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燕尾榫结构微动疲劳有限元分析研究

微动疲劳现象会加速零部件疲劳裂纹萌生与扩展,从而明显降低构件的服役寿命,是导致汽轮机、航空发动机叶片损伤失效的主要原因。叶片与轮盘连接的燕尾榫结构由于受到复杂载荷作用,在榫头与榫槽的接触部位容易发生微动损伤。因此研究燕尾榫结构微动疲劳现象有着重要的工程应用价值。接触强度分析和裂纹扩展研究是研究燕尾榫结构微动现象的两个关键问题。接触强度计算可以通过有限元计算来实现;扩展有限元法由于采用了具有不连续性质的扩充形函数来描述裂纹尖端不连续性,因此可以使裂纹独立于网格边界,从而被广泛应用于裂纹问题的研究中。本文所做工作如下:(1)简要介绍了扩展有限元法(XFEM)及其相关的断裂理论。XFEM方面主要包括:XFEM基本原理、水平集函数追踪裂纹的方法以及对裂纹尖端富集函数的描述。断裂理论方面主要介绍了应力强度因子的求解方法、裂纹萌生位置以及裂纹扩展方向的判定准则。(2)建立燕尾榫结构有限元模型,对燕尾榫结构接触区的高应力梯度求解,分析接触面上...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
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陶瓷耐磨硬涂层微动接触应力有限元分析

一般来说接触区域的弹塑性应力状态是疲劳裂纹萌生和扩展的主要控制因素。对于硬质涂层,当承载时基体与涂层的变形差异较大,容易在涂层/基体界面形成裂纹,并导致涂层的快速剥落。因此,硬涂层/基体系统的微动疲劳失效和破坏往往与涂层表面及界面最大接触应力(最大拉应力,最大剪应力,Von Mises应力)密切相关。本课题针对球形压头和柱形压头作用下陶瓷耐磨硬涂层在微动接触条件下的接触应力,基于大型有限元软件ADINA,建立接触模型进行有限元分析,详细探讨不同摩擦系数μ,弹性摸量比及涂层厚度比等参数对涂层/基体接触应力分布的影响。为微动条件下硬涂层设计提供理论指导。本课题的主要研究内容如下:1)陶瓷耐磨硬涂层/基体特征分析;2)球压头及柱压头作用涂层/基体系统的接触应力分析及有限元建模;3)基于ADINA软件平台,分别对球形、圆柱形压头单涂层/基体系统正接触,圆柱形压头微动接触及双涂层(中间层)微动接触条件下接触应力场进行有限元计算,详细分析了...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

中北大学
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基于仿真分析的发动机机体微动疲劳基础研究

微动是机械构件接触表面间一种振幅极小的相对运动,对疲劳寿命有较大影响。随着发动机高功率密度化的发展,工作过程中机体-主轴承盖接触面上经常发生微动疲劳问题。本文针对上述问题在微动接触力学、接触问题有限元模拟等理论的基础上,开展了机体-主轴承盖及其模拟件方足桥-试样的微动疲劳的基础研究。以与机体-主轴承盖接触方式相似的方足桥-试样接触模型为对象,研究了循环载荷、垂直压力、摩擦系数三个参数对试样表面接触应力分布、接触状态、微动疲劳裂纹萌生位置以及微动疲劳发生概率的影响规律;在研究上述三个参数对试样表面微动疲劳发生概率的影响时首次引入临界面疲劳参数法。以机体-主轴承盖组合结构为研究对象,在引入先进的临界面疲劳参数法基础之上,预测了机体-主轴承盖接触面微动疲劳裂纹萌生的位置,研究了爆发压力和螺栓预紧力对微动疲劳发生概率的影响规律,在机体-主轴承盖接触面微动疲劳研究方面进行了探索。在分析方足桥-试样表面微动疲劳时,建立了其几何模型及有限元模...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>