三維彈性接觸問題的數(shù)值模擬技術(shù)及其應用研究.pdf

1、接觸問題是工程實踐中一類常見、復雜、典型的非線性問題.經(jīng)典的數(shù)學方法和力學方法對大多數(shù)接觸問題都難以解決,因此需要使用數(shù)值計算方法進行求解.有限元數(shù)值計算方法的發(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)得到了廣泛的應用.該文著重采用計算機數(shù)值模擬和經(jīng)驗解析解分析對比的方法,對汽車后橋傳動用B751 7E圓錐滾子軸承進行三維數(shù)值模擬研究.汽車后橋傳動系統(tǒng)主要以圓錐滾子軸承作為支承,而且為了提高整個系統(tǒng)的支承

2、剛度,在裝配時就使錐軸承具有一定的預緊度.該文在對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行介紹的基礎上,對汽車后橋傳動錐軸承彈性接觸問題的有限元數(shù)值求解方法進行了理論分析.通過對錐軸承的特征參數(shù)、接觸應力和變形及負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)則可以相對避免解析方法的不足.該文針對汽車后橋傳動錐軸承的接觸彈性變形特點、接觸應力及負荷分布規(guī)律,采用三維實體單元及三維接觸單元

3、對圓錐滾子軸承實體模型進行特殊的有限元網(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,建立了符合實際的有限元模型.在此基礎上,應用商用軟件ANSYS對汽車后橋傳動錐軸承進行三維有限元模擬與研究,獲得了汽車后橋傳動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)果對經(jīng)典解析解中接觸彈性變形量與作用負荷的關系進行了修正,利用修正過的接觸彈性變形公式對汽車后橋傳動錐軸承的接觸應力和變形及負荷分布規(guī)律在無游隙及負游隙兩種情況