含杂质（夹杂）的非均匀结构接触力学性能研究

发布时间：2020-12-28 23:53

　　机械系统在传动的过程中大多会互相接触,而两个互相接触零件的接触特性对整个机械系统的稳定性有很大的影响。在对相关零件进行设计时,通常认为材料是均匀的,然而在实际的生产过程中,或多或少都会出现杂质、气孔、裂纹等初始缺陷,正是由于这些缺陷的存在,其接触性能就会发生变化,如果利用均质材料的相关接触特性去设计机械零件,对机械零件的寿命会有一定的影响,从而导致一些事故的发生,因此对非均质材料的接触性能研究极其重要。首先,本文利用有限元软件对均质单峰接触模型进行模拟,对其弹性阶段的接触载荷、接触面积与变形量之间的关系进行计算,通过与赫兹理论进行对比,验证所建立模型的正确性;同时对弹性范围内表面接触压力分布进行分析,与赫兹理论公式推出的表面接触压力相比较,结果几乎吻合。随后对不同材料、单峰半径进行模拟,结果表明,在一定范围内,材料特性和单峰半径对无量纲接触载荷、接触面积与下压量的关系没有影响。其次,本文在均质单峰的基础上建立了含杂质(夹杂)的非均匀结构接触力学模型,在给定材料范围内,对非均质单峰的弹性和弹塑性接触性能进行研究,拟合了不同阶段下,不同夹杂参数和首次出现塑性变形的临界下压量的关系,同时对它... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 非均质材料研究现状以及文献回顾
        1.2.1 半解析接触模型
        1.2.2 有限元接触模型
    1.3 本文研究目的
    1.4 本文研究内容与主要章节分布
2 接触力学的基本理论及有限元求解
    2.1 引言
    2.2 接触问题的基本模型
        2.2.1 赫兹接触模型
        2.2.2 接触问题的基本数学模型
        2.2.3 弹塑性接触的屈服判据
        2.2.4 弹塑性本构理论
    2.3 接触问题的有限元求解
        2.3.1 Abaqus有限元介绍
        2.3.2 接触问题的有限元求解
    2.4 本章小结
3 单个微凸体的接触研究
    3.1 引言
    3.2 单个微凸体接触的仿真
        3.2.1 单个微凸体的接触
        3.2.2 单个微凸体的有限元模型的建立
    3.3 单个微凸体接触有限元仿真结果
        3.3.1 弹性接触结果与赫兹理论的对比
        3.3.2 弹塑性接触性能的结果
        3.3.3 不同弹性模量对微凸体接触性能的影响
        3.3.4 不同微凸体的半径对接触性能的影响
    3.4 本章小结
4 含杂质单峰的弹性接触分析
    4.1 引言
    4.2 含夹杂的单峰接触模型的建立
    4.3 含夹杂的单峰接触模型的拟合
        4.3.1 临界下压量的变化
        4.3.2 临界接触载荷的变化
    4.4 夹杂对接触性能的影响
        4.4.1 夹杂对表面接触压力的影响
        4.4.2 夹杂对接触中心下米塞斯应力分布的影响
        4.4.3 基体和杂质的弹性模量对接触模型的影响
    4.5 本章小结
5 非均质材料弹塑性分析及含杂质半空间应力场分析
    5.1 引言
    5.2 含夹杂的单峰接触模型弹塑性的拟合
        5.2.1 不同夹杂深度的有限元拟合
        5.2.2 不同夹杂半径的有限元拟合
        5.2.3 弹塑性范围内表面接触压力与接触中心下米塞斯应力分布
    5.3 半空间夹杂问题的应力场分析
        5.3.1 半空间夹杂的应力场分析
        5.3.2 半空间夹杂算例分析
    5.4 本章小结
6 总结与研究展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：2944600