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轧辊接触应力的混合解法

瞿志豪 , 彭惠红

金属学报

本文将相似理论,光弹性方法,Hertz接触理论和数值计算方法结合起来,提出了对轧辊接触应力的一种混合解法,此法不仅可以得到合理的轴向接触压力分布规律,而且也可以得到接触区内的应力场三维解,应用该法对某轧机工作辊进行的接触应力分析,所得结果与轧辊的实际破坏情况吻合,说明本文提出的方法是可靠的。

关键词: 轧辊 , contact stress , similitude principle , photoelastic stress

Q235钢基体LZAS微晶玻璃/Y-TZP梯度涂层接触应力的数值模拟

龚伟 , 周黎明 , 王恩泽 , 白朝中

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.09.004

运用有限元软件对Hertz接触状态下Q235钢基体LZAS微晶玻璃/Y-TZP梯度涂层的接触应力进行了分析.讨论了梯度层厚度、梯度层层数和物性参数渐变方式(3Y TZP体积组分差)对涂层接触应力分布情况的影响.结果表明:涂层的径向接触应力和Mises应力的最大值位于接触中心处,最大剪切应力则位于涂层表层下方靠近接触中心处;涂层表面径向应力、整体最大Mises应力和涂层/基体界面剪应力与涂层的层数、厚度以及3Y-TZP体积组分差均有密切关系.

关键词: 功能梯度涂层 , 接触应力 , 有限元分析 , 应力分布

某重型车辆侧减速器齿轮接触疲劳失效分析

谢俊峰 , 朱有利 , 黄元林 , 张树祥

兵器材料科学与工程 doi:10.3969/j.issn.1004-244X.2009.06.022

某重型车辆侧减速器主动齿轮在使用过程中因严重的点蚀与剥落而早期失效.通过化学成分检验、硬度检测、断口分析和金相分析等方法研究该齿轮的失效机理,并采用有限元建模进行失效齿轮的接触应力分析.分析结果证明渗碳层中存在白色网状碳化物、渗碳层深度不足以及齿轮接触应力较大是造成失效齿轮接触疲劳的主要原因.

关键词: 点蚀剥落 , 网状碳化物 , 渗碳层深度 , 接触应力

基于ANSYS的车轮材料特性对轮轨接触应力的影响

魏康 , 何柏林 , 杨宜景

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.05.023

目的:随着我国铁路运输朝着高速、重载、低能耗的方向高速发展,高速列车轮轨承受的载荷显著增加,研究车轮材料特性(弹性模量、泊松比)对CRH3型动车组轮轨接触应力的影响,对保证列车安全性、可靠性及舒适性有重要的现实意义和应用价值。方法采用S1002型磨耗踏面轮对和60 kg/m的标准钢轨,首先对轮轨接触的模型做基本的假设,其次对模型参数、单元选择、网格划分等计算过程进行说明,最后应用弹塑性理论及有限元软件ANSYS分析轮轨接触应力。结果车轮材料弹性模量E分别为124,165,206,247,288 GPa 的情况下,轮轨接触对应的最大 Mises 应力依次为315.451,370.458,435.498,500.274,554.604 MPa,最大接触压力依次为669.264,802.328,920.832,1033.87,1135.19 MPa;在车轮材料泊松比分别为0.18,0.24,0.30,0.36,0.42的情况下,轮轨接触对应的最大Mises应力依次为468.035,450.601,435.498,422.587,415.412 MPa,最大接触压力依次为903.068,911.168,920.832,936.339,961.234 MPa。结论车轮材料的弹性模量对轮轨接触应力有显著的影响,最大Mises应力和最大接触应力的变化与弹性模量的变化呈正比关系;泊松比对轮轨接触应力也有一定的影响。

关键词: 轮轨关系 , 车轮材料特性 , 有限元法 , 接触应力

接触应力对车轴钢旋转弯曲微动疲劳寿命的影响

宋川 , 刘建华 , 彭金方 , 张林 , 周琰 , 朱旻昊

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.02.007

研究LZ50车轴钢不同过盈配合接触应力水平对旋转弯盐微动疲劳寿命的影响.分别利用光学显微镜、扫描电子显微镜对过盈配合表面的微动损伤表面和断口进行分析.结果表明,随着过盈量的增加,LZ50车轴钢旋转弯曲微动疲劳寿命呈现先降低而后升高的非线性特征,这是多轴复杂应力、配合面的接触应力、微动摩擦应力以及微动磨损交互作用的结果.

关键词: 微动疲劳 , 旋转弯曲 , 车轴 , 接触应力 , 过盈配合

六辊CVC轧机接触应力与凸度控制的有限元分析

孙静娜 , 薛涛 , 杜凤山

钢铁

为了深入研究六辊CVC轧机的带钢凸度控制能力,采用非线性弹塑性有限元法,利用大型非线性有限元软件MSC.Marc建立了六辊CVC轧机轧制过程三维有限元仿真模型。模型将辊系弹性变形与轧件弹塑性变形耦合在一起,进行统一建模与分析。运用该模型分别改变工作辊弯辊力、中间辊弯辊力、中间辊横移量进行有限元模拟,得到了工作辊弯辊、中间辊弯辊、中间辊横移对接触应力和带钢凸度控制的影响规律。所建模型与分析结果可为六辊CVC轧机的板形控制研究提供理论数据与参考依据。

关键词: 六辊 , CVC , 接触应力 , 凸度控制 , 有限元

在菱形路径下接触应力对35CrMoA微动疲劳特性的影响

沈月 , 何国球 , 田丹丹 , 刘晓山 , 吕世泉

金属功能材料 doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2015046

研究了在菱形加载路径,相同等效应力幅值(400 MPa)下,不同接触应力(50、150、250 MPa)对35CrMoA微动疲劳特性的影响.循环应力响应表明:接触应力越高,35CrMoA循环软化的程度越严重.滞后回线表明:微动疲劳的破坏主要由剪切应力引起,剪应力剪应变循环滞后环的面积随着接触应力增大而变大.微动斑微观结果表明:当接触应力较小时,微动斑中的滑移区较宽,粘着区较窄,反之亦然;接触应力越大,微动斑磨损越严重.微动疲劳宏观断口表明:微动疲劳裂纹源萌生于微动斑,裂纹开始扩展的方向垂直于试样表面.

关键词: 合金钢 , 35CrMoA , 微动疲劳 , 接触应力 , 菱形路径

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