齒輪變摩擦三維接觸問題有限元混合法求解及程序設(shè)計(jì).pdf

1、本文以齒輪接觸模型-接觸算法-接觸特性仿真為主線展開。首先對齒輪靜態(tài)、準(zhǔn)靜態(tài)和沖擊-動力接觸模型進(jìn)行研究,基于有限元法和接觸理論給出不同接觸模型的適用場合和計(jì)算方法。借用Fortran語言編制求解齒輪接觸問題的有限元程序包,對二維平面應(yīng)力和三維條件下齒輪接觸進(jìn)行模擬。本文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　 1.針對齒輪靜態(tài)接觸模型,介紹其力學(xué)描述、適用場合和優(yōu)缺點(diǎn):研究有限元靜力算法,利用自制程序包分別計(jì)算平面應(yīng)力和三維條件下給定接觸

2、力時(shí)的輪齒變形;
　　 2.針對齒輪準(zhǔn)靜態(tài)接觸模型,介紹其力學(xué)描述、適用場合和優(yōu)缺點(diǎn);研究準(zhǔn)靜態(tài)接觸問題的有限元混合法,并針對三維圓柱齒輪接觸軸向摩擦力較小的特點(diǎn),提出用摩擦合力作為迭代變量應(yīng)用于接觸求解,以此加快收斂速度;利用自制程序包分別對Stribeck摩擦平面應(yīng)力和三維條件下的齒輪接觸進(jìn)行計(jì)算,探討接觸合力、節(jié)點(diǎn)接觸分力和節(jié)點(diǎn)接觸狀態(tài)隨相對滑動速度的變化規(guī)律,并與Coulomb摩擦條件下的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比;
　　

3、 3.針對齒輪沖擊-動力接觸模型,介紹其力學(xué)描述、適用場合和優(yōu)缺點(diǎn);針對齒輪正常嚙合過程中由于速度突變導(dǎo)致的沖擊現(xiàn)象,提出齒輪傳動嚙合接觸沖擊概念;研究沖擊-動力接觸問題的有限元混合算法,利用自制程序包對Stribeck摩擦平面應(yīng)力下齒輪嚙合接觸沖擊進(jìn)行計(jì)算,討論不同初始沖擊速度下各接觸點(diǎn)對法向沖擊力、摩擦力以及法向沖擊合力和摩擦合力的變化規(guī)律,并與Coulomb摩擦條件下的結(jié)果作對比分析:
　　 4.應(yīng)用LS-DYNA程序包對