基于有限元的轴孔过盈配合接触应力影响因素研究

发布时间：2021-08-30 12:02

　　轴孔过盈配合是机械工程中一种重要的定位和连接方式。本文针对轴孔过盈配合结合面上应力分布问题,利用UGNX有限元仿真软件,基于弹性力学孔口应力集中理论,从轴孔结合长度、轴孔过盈量、轴孔径向尺寸以及轴孔材料特性等四个维度对接合面上的接触应力分布进行了有限元分析。结果表明结合应力大小与过盈量、径向尺寸以及材料特性有关,而与轴孔配合长度无关,仿真结果与研究理论相符。同时还发现应力集中沿轴向分布区域不随轴孔结合长度、过盈量大小、径向尺寸以及材料特性的变化而变化。此研究结论为轴孔过盈配合过盈量的合理选择,轴孔结构尺寸的设计和疲劳强度计算等提供了理论参考。 

【文章来源】：内燃机与配件. 2020,(17)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

轴孔仿真模型

为了研究轴向尺寸对接触应力的影响，主要选取了表2中的第1组数据，三种长度的轴孔配合，分别是40mm、50mm、60mm，三组分别按最大过盈量0.048mm进行仿真实验，得到三组接触应力云图。在此基础上并沿轴线方向创建接触路径，生成了接触应力沿轴向方向分布图。这说明在材料特性、径向结构尺寸以及过盈量等相同的情况下，只改变轴向结合长度。仿真分析结果从图2中可以看出：(1)三组长度的配合，在结合边缘都出现了应力集中现象，并且应力集中沿轴向方向的发生区域大致相同，约是2.5mm。这说明结合长度并不影响应力集中在轴向方向的发生区域。(2)结合面上的应力分布状态三组的趋势基本相同，都是从距左右两端2.5mm向内开始，应力数值逐渐向中心区域变小。在轴孔结合的中间部位，结合面上的应力最小。而且三组示例结合面上的应力均值非常接近，没有较大的差异性。这说明结合长度的改变，不会改变结合面上应力分布的趋势和应力数值。4.2 过盈量对接触应力的影响[12]

(3)径向应力集中与过盈量有关，过盈量越大，径向应力集中数值越大。仿真结果是：过盈量为0.059mm的应力集中最大数值>过盈量为0.048mm的应力集中最大数值>过盈量为0.018mm的应力集中最大数值。4.3 径向尺寸对应力的影响

【参考文献】：
期刊论文
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[2]基于ABAQUS的过盈配合有限元数值仿真[J]. 李毅.  制造业自动化. 2012(08)
[3]空气锤钎头齿孔过盈配合数值模拟研究[J]. 王国荣,王德贵,刘清友,朱海燕,敬佳佳.  石油机械. 2010(04)
[4]基于有限元法的过盈配合接触特性分析[J]. 郭爱贵,范为民,孙伟,李明.  成组技术与生产现代化. 2009(04)
[5]过盈联接的有限元模拟[J]. 陈家兑,刘勇.  兵工自动化. 2007(05)
[6]回转窑托轮与轴受强压时过盈配合的ANSYS分析[J]. 李兵,刘义伦,肖友刚.  水泥工程. 2004(02)
[7]轴毂过盈联接的应力分析和接触边缘效应[J]. 魏延刚.  机械设计. 2004(01)

硕士论文
[1]表面形状误差对过盈配合性能的影响及其计算研究[D]. 杨新平.西北农林科技大学 2003



本文编号：3372741