角接触球轴承的静态接触分析

介绍了基于经典Hertz弹性接触理论的解析计算方法和有限元仿真分析法.实例计算结果表明,在轴承工况相同的条件下,两种分析方法得到的接触特性参数的一致性较好,但各有特点.解析计算法编程复杂、解算难度大,只能算出接触区的主参数,而有限元法边界设置十分复杂、技术性强,可仿真轴承接触区的工作状态,且表达形象、直观.     

准双曲面齿轮准静态接触分析和试验研究

建立了精确的准双曲面齿轮的轮齿面和过渡曲面数学模型;选择用平均接触椭圆长半轴、接触线方向角和传动误差曲线交点来评价齿面接触斑点和传动误差;以一个准双曲面齿轮副为计算实例,建立了适合准静态齿面接触分析的准双曲面齿轮传动系统有限元分析模型;通过准静态加载齿面接触特性分析,得到齿根弯曲应力、接触应力和传动误差的变化规律,分析载荷的影响情况,并比较了有限元结果与经验公式计算结果。开发了准双曲面齿轮试验台,进行齿面接触斑点和齿根弯曲应力检测,试验结果与仿真结果的一致性较好。     

基于RADIOSS的联轴器结构仿真研究

有限元方法和软件在结构分析中占据了极其重要的位置.利用HyperMesh为前处理建立了以六面体单元为基础的有限元模型.重点考虑弹性体的建模,模拟联轴器系统的实际工况.使用RADIOSS求解器对螺钉和橡胶弹性体的应力、应变进行了有限元计算,评价了零件的强度、刚度等指标.     

基于RADIOSS模态分析的电路板抗振设计的研究

通过对电路板结构的简化,建立了有限元仿真分析模型。借助于RADIOSS/Hyper Mesh模态分析平台,分析了电路板的厚度、固定方式、元器件布局和加强筋对电路板固有频率的影响,并得出相应的结论,从而为电路板抗振可靠性设计提供理论依据。     

单齿啮合的齿轮接触等几何分析

齿轮应用极其广泛,而齿面损坏是齿轮失效的主要形式,因此齿轮接触分析是齿轮设计的重要手段,最新发展的等几何分析(Isogeometric analysis,IGA)方法在解决接触仿真分析方面具有优良性能而受到青睐.将直齿圆柱齿轮简化为平面模型,首先构建能用于IGA的多片拼接NURBS曲面参数化模型,并比较了IGA模型与标...     

角接触球轴承油膜热阻及传热影响研究

角接触球轴承广泛应用于电主轴等高速轴系,研究角接触球轴承的润滑油膜热阻计算方法以及接触油膜热阻对轴承温度场分布的影响,对于改善角接触球轴承的工作条件和提高电主轴等轴系的运行稳定性有重要的意义。运用平板模型,分析计算了角接触球轴承的油膜热阻,探讨了影响油膜热阻的主要因素;采用有限元方法分析了角接触球轴承的温度场,研究了接触油膜热阻对轴承温度场分布的影响。结果表明:轴承转速、载荷和润滑油的动力粘度对油膜热阻有较大影响,接触油膜热阻对轴承的散热和温度场分布影响很大。     

MARC在接触分析中的应用

介绍了MARC软件的各部分组成及其非线性分析功能的特点，并以圆柱接触为例，将MARC有限元分析结果与赫兹理论进行了比较，两者吻合得比较好，这为MARC软件在求解诸如轴承分析、铁轨分析和橡胶密封等方面开辟了很好的应用前景。     

港口起重机小车轮轨接触的有限元分析

利用ANSYS10.0软件进行轮轨弹性接触有限元分析。文章分别对不同载荷条件下,小车轮轨接触在不同的初始接触位置处的应力进行分析,得出小车横向偏移对接触应力分布的影响。     

基于ANSYS的高速角接触球轴承接触分析

针对机床高速角接触球轴承复杂工况下的接触分析问题,首先利用ANSYS软件建立了有限元分析模型对球-平面接触进行有限元分析,将分析结果与赫兹公式理论解进行比较,验证有限元接触分析的正确性;然后分析了网格细化程度对计算精度的影响;最后建立了完整的角接触球轴承参数化模型,分析载荷、转速作用下的应力分布。得出如下结论:随着载荷的增大,每个球与内外圈的接触应力均增大,且与内圈的接触应力大于与外圈的接触应力;随着转速的增大,球与外圈的接触应力增大,而与内圈的接触应力减小。为角接触球轴承耦合热应力等的分析提供了方法。     

齿轮线接触与点接触理论与有限元分析

由于制造误差、安装误差、支撑条件、齿轮承载变形等因素的影响,齿轮接触情况复杂且难以试验验证。齿轮接触按照初始接触条件通常分为线接触和点接触,承载后均为面接触:前者接触面为矩形,后者为椭圆形。线接触理论利用赫兹接触理论已经成熟,即采用两个圆柱体的线接触方式进行计算;点接触理论计算较为复杂,须考虑接触椭圆和其他非线性因素。用有限元方法分析渐开线及其修形齿轮的接触状态,计算实例表明,没有考虑安装误差的影响,线接触的仿真结果与赫兹接触理论相吻合,且接触状况明显好于点接触;当考虑安装误差的影响,二者接触应力均有上升,但线接触的接触状况明显恶化,接触应力急剧上升57倍以上,而点接触的接触应力上升不到1倍,说明齿轮线接触对安装误差的敏感性远大于齿轮点接触,极易造成齿轮的点蚀破坏。     

基于ANSYS的轮轨摩擦滑动接触应力分析

以Hertz接触理论为依据,利用ANSYS建立2D有限元计算模型,模拟原地打滑、完全制动等轮轨滑动摩擦接触行为。分析了轮轨静接触和滑动接触时接触应力分布情况,研究了接触状态、轴重、滑动速度、载荷类型和钢轨轨顶圆半径对接触应力的影响。结合Hertz接触理论计算结果、剥离损伤理论和自激振动理论进行了轮轨损伤分析。     

基于Hertz接触理论的纳观摩擦机理研究

利用Greenwood-Williamson(GW)模型建立了模拟物体表面的半球体形貌模型,并利用半球的半径隶属函数来定义了物体表面的"光滑"、"一般"与"粗糙",应用经典的Hertz理论从接触的角度提出了物体表面单球接触力学模型,并建立了动力学方程;最后利用模糊理论对单球系统动力学方程进行叠加,得到了纳观整体滑块的摩擦力与滑动速度的关系.     

RADIOSS整车碰撞模型转换方法及其应用

整车被动安全性研究是汽车研发领域中的重点,工程实际中经常遇到不同软件有限元模型之间的转化问题。根据实际工程的应用情况,详细的介绍了上海汽车某轿车整车碰撞模型从LS-DYNA格式转化为RADIOSS格式的具体应用方法,并最终将使用RADIOSS显式求解器对整车碰撞各工况的仿真分析计算结果与整车试验测试数据进行比较分析。从对比结果可以看出,采用RADIOSS显式求解器得到的整车碰撞仿真结果与试验结果吻合较好,计算精度较高,从而验证了新转化的RADIOSS模型的有效性,并进一步验证了模型的转化方法的可行性和合理性。同时,文中所介绍的模型转换方法和流程,可为各领域类似的模型转换工作提供一定的指导作用,具有重要的工程应用价值。     

硬化深度对港口起重机车轮接触应力的影响

在建立港口起重机轮轨接触的三维实体模型的基础上，通过商业软件ANSYS建立了车轮材料不做硬化、硬化10mm、硬化25mm、全部硬化4种有限元模型；计算了这4种模型点接触和线接触2种轮轨接触模型的接触应力和接触面积，并与相应的赫兹理论值对比。通过对不同车轮硬化处理方式的接触应力和接触面积的比较，分析硬化处理对车轮接触的影响。     

拉杆式压弯聚焦镜组件线性与接触非线性方法的比较

在压弯聚焦镜的工程分析中,采用接触非线性分析方法分析某些关键部位可提高分析精度,比以往只用线性分析得出的结果更接近实际情况。针对用线性分析方法分析所研究的对象求解误差较大,本文分析了系统产生非线性的主要因素。对某压弯聚焦镜组件进行了有限元建模,采用接触非线性分析方法对拉杆被拉弯时聚焦镜的响应进行了分析。对比非线性分析和检测结果可知,当压弯的矢高相等时,检测结果和非线性分析的斜率和半径误差在0.4μrad和5km范围内,基本满足要求。对比线性分析、非线性分析的结果和实验数据表明:采用非线性分析的结果更接近实际情况,完全可在误差允许的范围内模拟压弯机构的实际压弯情况。     

基于ANSYS的球轴承赫兹接触问题有限元分析

以推力球轴承的赫兹接触问题为例,介绍ANSYS软件的接触分析功能和建模的方法,基于ANSYS软件面-面接触方式中的柔-柔接触类型计算出接触区域的最大接触应力和变形,并对比了赫兹理论解,指出网格局部细化是影响计算精度的主要原因.研究表明,提出的这种方法是正确的,为分析赫兹接触问题探索出一种新途径.     

Surface contact stress-based nonlinear virtual material method for dynamic analysis of bolted joint of machine tool

The components of machine tools are mainly fixed and connected by bolts. The performance of the assembly can be affected by the dynamic characteristics of the bolted joints. This paper presents a nonlinear virtual material method based on surface contact stress to describe the bolted joint for accurate dynamic performance analysis of the bolted assembly. Fractal geometry theory is used to describe the surface topography. The elastic modulus and shear modulus of one micro-contact are derived based on fractal contact theory. The equivalent elastic modulus, Poisson ratio, and density of the bolted joint can be obtained through the weighted mean method. In order to obtain the stress distribution, the contact surface is assumed flat in the macro-scale, and the uneven distribution of contact stress can be obtained by the finite element method (FEM). The contact surface can be divided into several sections, and the parameters of a virtual material layer can be determined based on the mean contact stress. Both theoretical and experimental results for a bolted joint are obtained for a box-shaped specimen under equal pre-tightening force and bending moment effect. The results show that the theoretical mode shapes are in good agreement with the experimental mode shapes. The relative errors between the theoretical and experimental natural frequencies are less than 4.41%, which indicates that the present nonlinear virtual material method is appropriate for the bolted joint in modeling CNC machine tools.     

基于有限元法的滚动轴承接触问题研究

依据某汽车专用轴承厂提供的设计图纸利用SolidWorks三维设计软件对轴承代号为30615的汽车专用轴承建立三维几何模型,然后将其导入到SolidWorks设计软件的Simulation仿真模块中,根据轴承实际工作情况对模型添加约束、施加载荷、接触设置等前处理,通过求解计算获得该滚动轴承的接触应力和变形结果云图,可直...