边界元法用于计算齿根表面应力与轮齿变形的研究

本文旨在探讨边界无法用于计算直齿轮的齿？三表面应力与轮齿变形，文中阐述了齿轮边界元模型的形成，建立了计算轮齿变形和齿根表面应力的公式，通过计算结果的分析比较，证明本计算方法是可靠的，精度是良好的。图２．表４，参６     

渐开线直齿轮轮齿载荷及应力计算方法

齿轮在工作过程中,由于存在单对齿与双对齿的交替啮合、齿轮的啮合点位置不断发生变化、齿轮在啮合中产生弹性变形等原因,使得齿轮的载荷十分复杂,要精确计算齿轮啮合过程的受力较为困难。对渐开线直齿轮的啮合过程进行了分析,建立了齿间载荷分布的基本力学模型,分析了齿轮啮合过程的变形协调关系,推导了参与啮合的轮齿所发生的各种挠曲变形和弹性接触变形的计算模型,进而建立了能够精确计算齿轮啮合过程中受力的计算方法。通过一个具体的计算实例,计算了齿轮啮合过程中齿面受力、齿根应力和齿面接触应力的变化规律,并用曲线进行描述。此计算方法能够较为精确地计算齿轮在啮合过程中不同位置的受力和应力,为精确进行渐开线齿轮的力学分析提供了一种有效的新方法。     

用有限单元法计算平面轮齿的应力

对于引起轮齿破坏的主要因素之一——齿根园角区域过大的弯曲应力,以往机械零件采用的是简化强度计算公式,它只考虑到危险截面上的弯曲正应力,并不计及剪应力等因素的影响。为了给齿轮园角区域的最大弯曲应力及齿面应力分布提供比较精确的理论数据,本文用弹性力学有限单元法计算了渐开线标准直齿园柱齿轮一个轮齿各点的应力,特别是齿根园角区域的弯曲应力,绘制了轮齿表面的等应力曲线,并将计算结果与ISO的齿根弯曲强度计算方法和А·В·Верховский方法作了比较。 本文采用平面六结点三角形元分块直接解程序,考虑到轮齿对称的特点,我们利用对称性和反对称性,改进了现有的算法,其结果既提高了解的精度又显著地节省了计算机的解算时间和存储单元。 还要指出源程序既可以用于对称的又可以用于非对称的平面问题的计算。采用的是DJS——6机ALGOL语言。     

厚板的弯曲分析及其在齿轮轮齿强度中的应用

本文引进Timoshenko梁振型函数,用康托洛维奇变分法分析了具有自由边的矩形厚板弯曲问题,并用该法计算了齿轮轮齿应力,得到较精确的结果,同时用电测实验进行了验证。     

齿轮齿根应力与轮齿变形计算新方法的再研究

对齿轮齿根应力与轮齿变形计算新方法作了一些补充说明，对其中的应力齿形系数与挠度齿形系数的回归公式作了改进和补充，对回归模型的探索方法作了说明，并进一步分析了ISO 6336中齿根应力与轮齿变形计算中有关问题。     

采用中空齿提高齿轮承载能力的研究

本文提出从直齿圆柱齿轮的轮齿端面开轴向通孔——中空齿,以降低轮齿刚度及改善轮齿散热条件,从而提高齿轮传动的承载能力,采用有限元法对轮齿进行刚度和应力计算并用国家标准(CB3481—83)的齿轮计算方法计算得出,这种轮齿齿面的计算接触应力较之一般轮齿约低7％,齿根的计算弯曲应力约低11％;并能有效地减轻振动和噪声。本文还给出了非变位轮齿上通孔以直径为0.6倍模数和距齿顶1.4倍模数较适宜的计算结果。这种措施对于模数较大的直齿圆柱齿轮传动有实际意义,在相同运转条件下工作时,齿轮的寿命可增加一倍以上。     

中心距误差对圆弧齿轮应力影响的研究

圆弧齿轮对于制造误差比较敏感，本文首次计算了分析了中心距误差对双圆弧齿轮瞬时接触区，接触应力分布和轮齿应力的影响。结果表明，中心距误差对齿腰应力的影响程度大于齿根应力的影响。     

保有映射法精确求解渐开线直齿轮轮齿挠度

用解析方法推导出渐开线齿轮实际齿廓（包括渐开线和过渡曲线）的保角映射函数，计算方便，而且映射精度高，应用皮映射函数求得渐开线直齿轮轮齿挠度的精确解；编制了计算程序；对影响挠度的因素及其影响规律进行了分析。     

用有限单元法分析双圆弧齿轮的轮齿应力

本文论述了用有限单元法对双圆弧齿轮的轮齿应力分析,并对三种不同齿型进行初步比较,得出轮齿应力分布规律,有助于齿形设计和双圆弧齿轮弯曲强度的计算。     

面齿轮轮齿刚度的计算方法及其影响因素分析

面齿轮轮齿刚度是面齿轮传动啮合刚度的基本组成,其计算方法的解决可为面齿轮啮合刚度以及后续动力学分析奠定必要的理论基础。基于Buckingham的观点,将面齿轮齿形看作是由沿齿长方向一系列变压力角的齿条组成,得到沿轴向和径向都为变截面的面齿轮简化齿形,获得了面齿轮轮齿啮合变形的计算公式,求解出了面齿轮轮齿刚度;并通过与有限元法进行对比分析,验证了面齿轮轮齿刚度计算方法的可行性;分析了面齿轮模数、压力角以及齿宽对其轮齿刚度的影响。结果表明：面齿轮模数越大,其轮齿刚度沿齿根到齿顶的变化率越小;面齿轮压力角越大,其轮齿刚度越大,但沿齿根到齿顶的变化率基本不变;面齿轮齿宽越大,其轮齿刚度越大,且沿齿根到齿顶的变化率较之压力角的影响大。     

基于确定性力学的破碎机齿板应力和应变有限元仿真研究

应用确定性力学方法,对齿板应力和应变进行了有限元仿真研究,通过对仿真结果的分析,认为基于确定性力学的齿板应力和应变仿真只能部分反映其真实受力状态,齿板类零件在有限元仿真中的载荷施加方法应进一步研究,以真实地反映齿板在实际工况下的受力情况．     

套管螺纹牙齿面接触应力分布研究

以P-110S圆锥管螺纹联接为计算实例,利用ABAQUS大型有限元分析软件,建立了圆锥管套管接头的弹塑性轴对称接触有限元模型.通过有限元分析得到了套管接头在不同的使用工况（包括过盈、施加轴向拉伸载荷等）下螺纹牙整体的应力分布规律;同时以圆锥管螺纹接触齿面为研究对象,得到了螺纹牙导向面和承载面上从齿顶到齿根的应力分布趋势.     

离散齿谐波传动啮合力及接触应力分析

对离散齿谐波传动啮合副进行力学分析,基于变形协调方程计算作用于离散齿上的力,并根据赫兹方程求解啮合副处的接触应力.由离散齿谐波传动的周期性,通过连续取波发生器的输入角值,得到离散齿谐波传动啮合力和接触应力在刚轮齿廓、波发生器和离散齿体上的分布.对刚轮齿廓出现与未出现顶切现象,得到啮合力和接触应力在接触面上的变化趋势,以及传动中出现高啮合力和高接触应力的位置,为进一步的强度校核和结构优化设计提供依据.     

破碎机齿板应力变形有限元仿真研究

应用机械结构有限元仿真方法,对颚式破碎机齿板的应力和变形进行了仿真研究,通过对仿真结果的分析,认为齿板应力和变形仿真能够部分反映其真实受力状态.     

PDC磨损齿切削破岩过程的实验研究

为探究深部钻井PDC钻头切削齿在磨损状态下的切削破岩过程,选取深部钻井PDC钻头上不同磨损程度的PDC齿开展单齿切削实验,借助应力测试系统、高速摄影机和热红外成像仪分析磨损齿的受力状态、温度变化规律以及岩石裂纹扩展过程。结果表明,与未磨损齿相比,磨损齿所受切削力更大、温度变化更明显,且更易产生大体积岩屑,这将导致钻头在井下振动加剧,磨损急剧加快,严重影响其使用寿命;切削花岗岩时切削力和温度大幅上升的问题更加突出,但更容易发生体积破碎,产生较大块的块状岩屑。研究成果将有助于重新认识真实井底磨损齿切削破岩及温度变化规律,并为钻头设计及井下寿命评估提供重要参考。     

齿轮轮齿的体应力楔弹分析法

齿轮轮齿模化楔形体在楔顶受载的弹性力学分析法,能使轮齿的体应力分析,比悬臂板、复变函数等分析法简单明瞭,比悬臂梁分析法精确全面。其分析表明轮齿体应力中的剪应力不容忽视,复合应力比悬臂梁法分析的齿体同一部位的应力要大得多,楔顶角与齿顶压力角对其应力都有一定的影响,楔顶角愈小,齿的压缩侧与拉伸侧的应力差就越小。     

冲旋钻井条件下的岩石破碎机理

冲旋钻井因其具有较高的钻速和较小的井斜,而广泛应用于矿山、石油与天然气领域的钻井工程中.为了揭示冲旋钻井的破碎机理,考虑静压、冲击和旋转的耦合作用,分别建立了牙齿和12 1/4″全尺寸平底钻头与岩石的三维冲击动力学模型.对所建立的模型进行有限元求解,结果显示:拉应力破碎是岩石破碎的主要形式,剪切应力、压应力破碎次之;岩石的破碎主要发生在岩石的拉应力失效阶段和卸载后的静压-旋转剪切破岩阶段;岩石在单齿的作用下可以显著地分成4个半球形区域;全尺寸钻头的破岩过程可以分成5个破碎阶段;边齿倾角越大,破岩侵深越小,破碎体积越大,齿顶应力越高;钻头边齿齿顶和齿孔应力均远高于中心齿,极易最先破坏;岩石越硬,牙齿侵入深度越小,破岩体积越大.研究结果与一系列的室内实验研究结果一致,可用于冲旋钻井钻头的优化设计及冲旋钻井参数的优选.     

全尺寸PDC钻头切削齿载荷分布规律的实验研究

根据实验应力分析原理,研究了三种剖面形状的全尺寸PDC刮刀钻头在常压下钻进红砂岩和白砂岩时,切削齿上的工作载荷.重点研究了切削齿上的轴向力、切削力、侧向力及其合力沿半径的分布规律及其与钻压和转速的关系,还分析讨论了岩石类型和钻头剖面形状对载荷分布规律的影响.结果表明,钻头形状不同,切削齿上的载荷分布亦不同;转速对切削齿上的载荷分布基本无影响.