三維彈性接觸問題的數(shù)值模擬技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、接觸問題是工程實(shí)踐中一類常見、復(fù)雜、典型的非線性問題.經(jīng)典的數(shù)學(xué)方法和力學(xué)方法對(duì)大多數(shù)接觸問題都難以解決,因此需要使用數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行求解.有限元數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展,尤其以有限單元法為核心的現(xiàn)代CAE技術(shù)的快速發(fā)展使有限元數(shù)值模擬技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用.該文著重采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬和經(jīng)驗(yàn)解析解分析對(duì)比的方法,對(duì)汽車后橋傳動(dòng)用B751 7E圓錐滾子軸承進(jìn)行三維數(shù)值模擬研究.汽車后橋傳動(dòng)系統(tǒng)主要以圓錐滾子軸承作為支承,而且為了提高整個(gè)系統(tǒng)的支承

2、剛度,在裝配時(shí)就使錐軸承具有一定的預(yù)緊度.該文在對(duì)接觸問題的研究和發(fā)展現(xiàn)狀及接觸問題的基本理論進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上,對(duì)汽車后橋傳動(dòng)錐軸承彈性接觸問題的有限元數(shù)值求解方法進(jìn)行了理論分析.通過對(duì)錐軸承的特征參數(shù)、接觸應(yīng)力和變形及負(fù)荷分布特性的綜合分析,得出了圓錐滾子軸承的經(jīng)典解析解存在局限性的結(jié)論.而采用數(shù)值模擬技術(shù)則可以相對(duì)避免解析方法的不足.該文針對(duì)汽車后橋傳動(dòng)錐軸承的接觸彈性變形特點(diǎn)、接觸應(yīng)力及負(fù)荷分布規(guī)律,采用三維實(shí)體單元及三維接觸單元

3、對(duì)圓錐滾子軸承實(shí)體模型進(jìn)行特殊的有限元網(wǎng)格劃分,將接觸單元按柔體-柔體處理,采用面-面接觸分析模式,建立了符合實(shí)際的有限元模型.在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用商用軟件ANSYS對(duì)汽車后橋傳動(dòng)錐軸承進(jìn)行三維有限元模擬與研究,獲得了汽車后橋傳動(dòng)錐軸承在兩種不同情況下的求解結(jié)果.根據(jù)有限元數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)經(jīng)典解析解中接觸彈性變形量與作用負(fù)荷的關(guān)系進(jìn)行了修正,利用修正過的接觸彈性變形公式對(duì)汽車后橋傳動(dòng)錐軸承的接觸應(yīng)力和變形及負(fù)荷分布規(guī)律在無游隙及負(fù)游隙兩種情況