大吨位主捆绑机构力-热耦合特性研究

发布时间：2024-05-22 22:19

　　针对不同半径的球头-球窝配合结构的摩擦生热进行数值模拟,给出了半径、频率以及摩擦系数等对球头-球窝之间的接触压力和温度的影响关系,并结合数值模拟建立了球头-球窝接触压力和摩擦生热理论模型。同时,对考虑了转动摩擦生热的捆绑结构在三向载荷作用下的强度进行分析计算,给出结构在两种连续变化载荷状态下的承载能力。结果表明,球头-球窝转动摩擦会产生局部高温,这种短时高温对结构的强度会产生影响,在不同载荷状态下,这种温度变化会造成结构失稳。

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【部分图文】：

图1球头-球窝Hertz接触模型

式中Δr为球头与球窝半径之差；E为材料弹性模量。根据Hertz接触模型，球头-球窝接触区域的横向长度2a可以表示为

图2接触压力分布云图

图2表示接球头-球窝接在集中载荷作用下，球窝表面的接触压力分布云图。根据接触压力分布云图可知，当球窝与球头半径都为75mm时，边缘承受较大的接触力，最大接触压力为654MPa；当球头半径减小0.1mm时，最大接触力出现在球窝中心，此时接触压力为956MPa，随着球头半径减....

图3接触压力与半径的变化关系

提取球窝中心的接触压力绘制接触压力随半径的变化关系如图3所示。由图3可以看出，球窝接触压力随着球头半径的减小呈线性减小，且通过式（3）计算的接触压力能够很好与仿真值吻合，标定面积修正系数为0.38。4.2球头半径对温度分布的影响

图4不同球头半径结构温度变化曲线

球头-球窝配合球面半径标称值为75mm，球头半径变化导致接触状态的改变，通过仿真计算出了转动频率5Hz状态下，结构温度随时间变化规律，如图4所示。由图4可以看出，随时间变化，结构温度逐渐升高；球头半径越小，结构温度越高，说明球头与球窝的匹配性越差。通过仿真结果对参数进行标定，....

本文编号：3980611