考虑摩擦力的动态接触有限元分析

对某型结构在考虑其结构件摩擦力的情况下，进行了动态响应分析，采用一维间隙模拟件间的接触状态，推导了动力求解公式，提出了一种简便实用的计算方法，并对计算结构作了分析。     

用数值计算方法来分析双圆弧齿轮的接触问题

本文将圆弧齿轮的接触问题作为非Ｈｅｒｔｚ问题，提出一种适合分析圆弧齿轮接触问题的数值计算方法。     

基于机器视觉的齿轮接触疲劳数值分析

传统宏观齿轮接触疲劳寿命预测方法基于均匀连续材料假设,未考虑多晶体的微观结构,难以描述材料的真实微观结构特征对齿轮滚动接触疲劳寿命影响.为了突破传统方法的局限,提出一种基于机器视觉数字图像处理技术,考虑材料真实微观结构的齿轮接触疲劳数值分析方法.首先,通过表征试验获取齿轮节点处啮合区域材料的真实晶粒形貌;其次,采用MA...     

速度相关摩擦力条件下曲面接触问题有限元分析

在弹性范围内对速度相关摩擦力条件下的曲面接触问题进行研究,给出有限元混合求解方法,用FORTRAN编制计算程序,并以直齿圆柱单齿对啮合模型为例在平面应力和准静态条件下进行求解,计算结果表明：速度对摩擦力的作用影响到接触力的分布与啮合节点对的接触状态,考虑速度对摩擦的影响对于接触的准确求解是必要的。用Ansys对所给算例进行验证,结果表明本文算法和编制程序的正确性。     

考虑安装与制造误差的齿轮动态接触仿真

根据齿轮精度标准中误差的定义和说明,提出一种用于齿轮动力学分析的安装与制造误差等效定义,采用Pro/E二次开发,建立带有安装与制造误差的齿轮参数化模型;基于动态接触力学和显式动力学有限元算法,建立齿轮有限元模型;采用大变形显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA对其进行动态仿真,从而实现求解齿轮在接触过程中安装与制造误差影响下的动态接触应力.研究表明,各类随机误差愈大,则对齿轮啮合冲击应力的影响愈大,其中齿距方向的偏差和啮合面上转角误差对齿轮接触应力的影响最大,啮合垂直面上转角误差的影响最小,当齿轮的安装误差与制造误差同时存在时,齿面接触应力变化最为剧烈.     

斜齿轮动态接触分析

为了解决齿轮传动中轮齿接触方面的问题,通常采用ansys静力学分析的方法去研究轮齿的接触状况,其计算分析的结果并不是最优的.利用PRO/E建模, hypermesh 划分网格,LS-prepost2.1进行前处理,使用DYNA模块对齿轮进行动力学分析,得出接触分析所需要的所有结果,并与静力学分析结果进行比较,其结果比静力学结果更符合实际工况.说明用DYNA对齿轮进行动态接触分析是用有限元方法对齿轮进行接触分析的最优方法.     

考虑摩擦力影响的抛丸器运动学参数计算

考虑摩擦力影响的抛丸器的运动方程在20多年前就已导出,但由于该方程系超越方程,运动时间的求解十分不便。而不考虑摩擦力影响的计算方法计算偏差又较大。为使抛丸器运动学参数的计算更为精确合理,本文吸取了近年来出现的按匀加速运动规律近似计算方法的经验,对弹丸的运动方程用双用曲线余弦函数和匀加速运动规律以及连用两次匀速加运动规律进行两次近似求解,得出了二组比较精确的近似计算公式,使计算精度大为提高。     

考虑辐射影响的接触传热模型与分析

应用GW统计接触模型,建立了粗糙表面之间的接触导热模型. 与实验数据的对比分析表明:该模型能够正确地反映接触导热现象. 在此基础上,对接触表面进行了合理的简化,建立了接触界面间的辐射传热模型. 数值计算表明:当接触表面的温度高于400 K时,辐射的影响已不可忽略;载荷对接触导热热导的影响明显大于对辐射热导的影响,导热热导随载荷的增大迅速增大,而辐射热导以及等效辐射系数均随载荷的增大有所减小,这主要是由接触界面的空隙面积减少造成的;在接触面几何参数中,粗糙峰等效斜率对等效辐射系数起着主导作用,在相同的量纲1的载荷情况下,粗糙峰等效斜率越小,等效辐射系数越大;通过对本文提出的等效辐射系数的误差检验,结果表明其最大相对误差为10-3数量级,说明等效辐射系数仅仅为接触界面黑度、几何特性和接触载荷的函数,而与接触界面温度水平和温差无关,同时也间接证明了本文提出的等效辐射系数可以较为合理地描述接触界面间的辐射换热强度.     

影响齿轮副接触斑点的因素

本文分析计算了传动比和变位系数对齿轮副接触斑点的影响；提出了理论接触高度的概念；附有曲线图，供设计、检测人员使用。     

梁接触问题的数值算法

用梁接触问题的有限元数值算法分别计算了考虑剪切和不考虑剪切时梁与刚性基础接触问题的某些参数，给出了梁接触段上接触力的精确数值解．算例表明，该方法具有精度高、计算时间少的特点，可以应用于海洋管线安装、钻井等工程领域中     

梁接触问题的数值算法

用梁接触问题的有限元数值算法分别计算了考虑剪切和不考虑剪切时梁与刚性基础接触问题的某些参数，给出了梁接触段上接触力的精确数值解。算例表明，该方法具有精度高、计算时间少的特点，可以应用于海洋管线安装、钻井等工程领域中。     

含弹性介质的结合面接触问题数值分析

提出了中间含有弹性接触层的粗糙结合面的力学模型,并运用层状弹性体系力学中的洛普位移函数法,得出了含有弹性层的粗糙结合面接触问题的应力、位移公式。最后分析了当弹性层厚度、弹性模量及泊松比变化时,弹性层中应力、变形的变化规律。     

行星齿轮传动系统接触模态分析

将三维非线性有限元分析理论用于行星齿轮系统的模态分析中,探讨了用有限元模型获取行星齿轮系统模态参数的方法。通过建立了行星齿轮减速器的有限元分析模型和定义啮合齿轮副之间的接触单元,分别对其自由状态和约束条件下的模态进行了模拟仿真分析,获得了行星齿轮系统相应的固有频率和振型。在实际应用中,可以根据计算结果了解系统振动模式,更好地指导设计工作。     

考虑剪切接触与碎屑充填的裂隙渗流模型与数值分析

为研究大尺度裂隙内部复杂的渗流规律,综合分析裂隙面粗糙度、初始裂隙宽度、剪切过程裂隙接触面积以及剪切碎屑对渗流的影响,提出一种考虑剪切接触与碎屑充填的裂隙渗流模型并开展多种工况下的数值实验研究。研究结果表明:当裂隙相对接触率低于15%时,等效水力宽度数值计算结果与理论计算结果基本吻合,当裂隙接触面积继续增大,两者计算结果出现较大偏差;当裂隙表面模型增加相同的分形维数时,渗流体积流量减小愈加明显;分形维数为2.4的裂隙模型接触率变化范围为19.3%～29.2%,但稳定体积流量仅为初始状态的0.20%,说明剪切过程裂隙接触面积对渗流的影响与其分布状态密切相关,其影响远大于仅改变裂隙接触面积的影响;渗流方向与剪切位移方向对渗流的影响同样是通过改变裂隙接触分布状态实现,优势导水通道对渗流规律的影响起主导作用;裂隙剪切过程所产生的岩石碎屑对渗流规律存在较大影响,出口流量稳定值分别为未考虑裂隙碎屑充填模型的27.1%和32.4%,且裂隙初始宽度越小,影响越显著。     

斜齿轮接触特性有限元分析

为了研究斜齿轮啮合过程中齿面接触力分布,通过有限元方法建立齿轮接触分析模型,研究了塑性变形、齿面摩擦、温度以及材料线性强化等因素对啮合性能影响,并通过实验对比了仿真结果。结果表明：塑性变形、齿面摩擦、温度和线性强化对轮齿齿面接触力均有影响。实验结果表明：温升测试中,齿顶、齿根区域的实验和仿真温度变化趋势一致;应变测试中,齿根最大应力均高于仿真结果,但两者应力变化曲线相同,误差均低于20%。可见实验验证了仿真接触模型的正确性。     

齿轮传动过程中齿面摩擦力变化规律的理论分析

齿轮在传动过程中,由于齿面摩擦力的存在,轮齿的节线处将被碾出沟槽,本文从齿轮啮合过程的特点入手,结合齿轮上动点的运动速度,运用矢量变换,推导出传动过程中两齿轮相对速度的表达式,并根据摩擦力的概念,分析了齿面摩擦力在传动过程中的变换规律,进而从理论上解释了轮齿的节线处形成沟槽的原因。     

考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析

针对弧齿锥齿轮轻质重载的特点,利用有限元方法的批处理功能进行了考虑边缘接触的轮齿接触分析,定量讨论了边缘接触随载荷增加时的变化规律。根据考虑边缘接触的几何接触分析,将齿轮从进入啮合到退出啮合分成若干步进行计算,每一步的计算结果连接起来用于描述整个啮合的过程。以一对弧齿锥齿轮为例,经过不同载荷条件下考虑边缘接触的定量分析,提取出接触应力、接触印痕、接触路径,并与几何接触分析和承载接触分析结果进行了对比,三者吻合度较好。对比结果证明,通过有限元法分析可以较精确地确定齿轮发生边缘接触时的载荷临界值及边缘接触位置,得出边缘接触会导致接触应力急剧增大、接触路径延长、接触区域面积变大的结果,通过定量计算、比较各项参数指标得出变化规律。     

采用热弹流润滑理论数值计算的风电齿轮微点蚀承载能力分析

在线接触热弹流润滑的基础上,对风电主齿轮的热弹流模型进行计算,对比了热弹流润滑和ISO/TR 15144—1计算出的最小油膜厚度及微点蚀安全系数。给出不同啮合点的无量纲压力、膜厚、温度分布图。结果表明:使用热弹流润滑理论直接计算风电齿轮箱微点蚀安全系数是可行的;直接使用热弹流润滑理论计算的油膜厚度小于使用ISO/TR 15144—1计算的油膜厚度;风电主齿轮箱齿面受载分析确定修形量时可以不用考虑热弹流润滑引起的压力分布变化及接触形式变化。     

机车车辆轮轨接触问题的数值模拟

按照机车、车辆车轮与标准轨道的实际几何关系建立了三维有限元模型，并采用有限元参数二次规划法求解轮轨弹塑性接触问题．通过弹塑性接触计算，得到了大量的轮轨接触力、接触状态和轮轨应力的数据，根据计算结果分析比较了机车轮轨接触和车辆轮轨接触的区别，对轮缘贴靠钢轨形成两点接触时的接触情况进行了初步分析.