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《基于stribeck摩擦模型的干摩擦滑塊接觸問(wèn)題有限元分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、中國(guó)機(jī)械工程第2l卷第1o期2010年5月下半月基于Stribeck摩擦模型的干摩擦滑塊接觸問(wèn)題有限元分析唐進(jìn)元周煒陳思雨中南大學(xué)現(xiàn)代復(fù)雜裝備設(shè)計(jì)與極端制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長(zhǎng)沙,410083摘要:以干摩擦滑塊模型為對(duì)象,基于有限元理論研究了Stribeck摩擦奈件下的準(zhǔn)靜態(tài)單邊接觸問(wèn)題,探討了Stribeck摩擦對(duì)接觸求解的影響。研究結(jié)果表明:隨著接觸體相對(duì)速度的改變,摩擦因數(shù)相應(yīng)變化,接觸面上的應(yīng)力與位移的分布隨之改變,應(yīng)力最大相對(duì)誤差達(dá)1。0.08;Stribeck模型考慮了速度對(duì)摩擦因數(shù)的影響,更
2、能描述接觸的真實(shí)情況。利用編制的軟件包和ANSYS對(duì)比分析了庫(kù)侖摩擦?xí)r滑塊的應(yīng)力分布,從而驗(yàn)證了自制軟件包的正確性。關(guān)鍵詞:有限元;Stribeck摩擦模型;干摩擦滑塊;接觸中圖分類(lèi)號(hào):0343.3文章編號(hào):1。04—132X(201O)10—1218—04FEMAnalysisofContactProblemofSlidingBlockunderDrvFrictionBasedonStribeckFrietionModelTangJinyuanZhouWeiChenSiyuKeyLaboratoryof
3、ModernComplexEquipmentDesignandExtremeManufacturing,Centra】SouthUniversity。Changsha,410083Abstract:Basedonfiniteelementtheory,thecontactproblemofslidingblockwasstudiedwiththeapplicationofStribeckfrictionmodel,andthestressanddisplacementdistributionofslidi
4、ngblockwereobtained.Thenumericalresultsshowthat:thestressdistributiononcontactsurfaceiSrelativetotherelativevelocityofslidingblockandfrictioncoefficient,andthemaximumrelativeerrorofstresscanbe1O0.08.Thenon一1inearStribeckfrictionmodelcanbetterdescribethere
5、a1situationofcontactsurface,becauseoftheconsiderationofimpactoftherelativevelocitytothefriction.Final—lY,withthedesignedprogramandANSYSsoftware,thecomparisonofthestressdistributionunderCoulomhfrictionconditionwaspresented,whichvalidatedtheaccuracyofthedes
6、ignedprogram.Keywords:FEM;Stribeckfrictionmodel;mass;contact0引言雜的接觸問(wèn)題時(shí)其優(yōu)勢(shì)尤其明顯。但在處理摩擦干摩擦出現(xiàn)在許多工程問(wèn)題中,如制動(dòng)系類(lèi)問(wèn)題時(shí),只能使用軟件自帶的幾種摩擦模型,對(duì)統(tǒng)口]、加工機(jī)床一、軸承和齒輪等,許多學(xué)者Stribeck等非線性摩擦模型不能或難以處理,限對(duì)其進(jìn)行了研究,但在處理時(shí)幾乎都將物體之間制了其處理特定問(wèn)題的能力。的摩擦因數(shù)視為常數(shù),如單穎春等胡利用庫(kù)侖本文所研究的干摩擦滑塊模型源于工程中一摩擦模型提出了平面接觸和
7、復(fù)雜接觸運(yùn)動(dòng)條件下系列接觸場(chǎng)合的簡(jiǎn)化(接觸目標(biāo)體可假定為剛求解摩擦力的數(shù)值軌跡跟蹤法,并將其用于計(jì)算體),結(jié)合文獻(xiàn)[1o]中論述的Stribeck摩擦模型,凸肩復(fù)雜接觸面內(nèi)的非線性摩擦力;Hamraoui用有限元方法分析滑塊一皮帶接觸模型的平面應(yīng)等_g研究了兩個(gè)滾筒在庫(kù)侖于摩擦條件下的傳熱力特征,探討接觸體之間相對(duì)速度的變化對(duì)接觸問(wèn)題。文獻(xiàn)[10]提出了Stribeck摩擦模型,認(rèn)為應(yīng)力的影響。研究表明:用有限元方法準(zhǔn)確求解干摩擦條件下兩接觸體問(wèn)的相對(duì)切向速度與摩擦Stribeck非線性摩擦模型在簡(jiǎn)化處理
8、條件下的二因數(shù)存在著一定的非線性關(guān)系。由此可見(jiàn),用傳維接觸問(wèn)題是成功的,接觸體之間的相對(duì)速度對(duì)統(tǒng)的庫(kù)侖摩擦模型研究物體的干摩擦接觸勢(shì)必會(huì)接觸問(wèn)題的求解有影響。影響到問(wèn)題的真實(shí)求解,這對(duì)高精度的分析是不1干摩擦滑塊接觸問(wèn)題的分析模型利的。目前,在求解摩擦類(lèi)接觸問(wèn)題時(shí),大多借用商分析模型如圖1所示,為使問(wèn)題簡(jiǎn)單化,本文業(yè)有限元軟件,其優(yōu)點(diǎn)是省略了復(fù)雜的程序編制在準(zhǔn)靜態(tài)條件下研究干摩擦滑塊接觸問(wèn)題,假定工作,可以得到比較理想的離散網(wǎng)