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《基于stribeck摩擦模型的干摩擦滑塊接觸問題有限元分析》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、中國機械工程第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題有限元分析唐進元周煒陳思雨中南大學現代復雜裝備設計與極端制造教育部重點實驗室,長沙,410083摘要:以干摩擦滑塊模型為對象,基于有限元理論研究了Stribeck摩擦奈件下的準靜態(tài)單邊接觸問題,探討了Stribeck摩擦對接觸求解的影響。研究結果表明:隨著接觸體相對速度的改變,摩擦因數相應變化,接觸面上的應力與位移的分布隨之改變,應力最大相對誤差達1。0.08;Stribeck模型考慮了速度對摩擦因數的影響,更
2、能描述接觸的真實情況。利用編制的軟件包和ANSYS對比分析了庫侖摩擦時滑塊的應力分布,從而驗證了自制軟件包的正確性。關鍵詞:有限元;Stribeck摩擦模型;干摩擦滑塊;接觸中圖分類號:0343.3文章編號: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引言雜的接觸問題時其優(yōu)勢尤其明顯。但在處理摩擦干摩擦出現在許多工程問題中,如制動系類問題時,只能使用軟件自帶的幾種摩擦模型,對統(tǒng)口]、加工機床一、軸承和齒輪等,許多學者Stribeck等非線性摩擦模型不能或難以處理,限對其進行了研究,但在處理時幾乎都將物體之間制了其處理特定問題的能力。的摩擦因數視為常數,如單穎春等胡利用庫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、復雜接觸運動條件下系列接觸場合的簡化(接觸目標體可假定為剛求解摩擦力的數值軌跡跟蹤法,并將其用于計算體),結合文獻[1o]中論述的Stribeck摩擦模型,凸肩復雜接觸面內的非線性摩擦力;Hamraoui用有限元方法分析滑塊一皮帶接觸模型的平面應等_g研究了兩個滾筒在庫侖于摩擦條件下的傳熱力特征,探討接觸體之間相對速度的變化對接觸問題。文獻[10]提出了Stribeck摩擦模型,認為應力的影響。研究表明:用有限元方法準確求解干摩擦條件下兩接觸體問的相對切向速度與摩擦Stribeck非線性摩擦模型在簡化處理
8、條件下的二因數存在著一定的非線性關系。由此可見,用傳維接觸問題是成功的,接觸體之間的相對速度對統(tǒng)的庫侖摩擦模型研究物體的干摩擦接觸勢必會接觸問題的求解有影響。影響到問題的真實求解,這對高精度的分析是不1干摩擦滑塊接觸問題的分析模型利的。目前,在求解摩擦類接觸問題時,大多借用商分析模型如圖1所示,為使問題簡單化,本文業(yè)有限元軟件,其優(yōu)點是省略了復雜的程序編制在準靜態(tài)條件下研究干摩擦滑塊接觸問題,假定工作,可以得到比較理想的離散網