本文主要以赫茲接觸理論和有限元法為理論基礎,對接觸問題的分析方法和工程應用進行了分析和研究。 首先,運用了赫茲公式和有限元法對外形規(guī)則、接觸狀態(tài)簡單的零件進行接觸應力和接觸變形計算。其次,重點分析了有限元法處理接觸問題的一般過程,闡述了如何選擇接觸單元、建立有限元模型,如何劃分網(wǎng)格、建立接觸對,如何加載、求解。提出了分析過程中應注意的關鍵問題,如接觸剛度的選擇,收斂問題的解決等。最后,研究和比較了有限元建模的兩種方法,利用CAD軟件建模和利用CAE軟件自帶的建模功能建模。用ANSYS對飛機回轉(zhuǎn)彈射機構進行有限元接觸分析,計算了加載后機構各部的應力和塑性變形,結合經(jīng)典摩擦理論,對機構卡死機理進行探討,在找到機構卡死的根本原因的基礎上提出改型建議。 通過赫茲公式和有限元法的計算比較,表明赫茲公式計算簡便、結果精確,但適用范圍受理零件的外形的制約;有限元法分析過程較為繁瑣,但計算結果準確,且不受零件外形制約,適用范圍廣泛。通過對飛機回轉(zhuǎn)彈射機構的有限元接觸分析,找到了機構卡死的根本原因:一方面,過大應力使錐形筒體產(chǎn)生過大塑性變形;另一方面,接觸面上產(chǎn)生了“冷焊”。對機構改形后,有效改善了應力的分布,機構投放的可靠性大大提高。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2007
【中圖分類】：TH117.1
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究接觸問題的意義
        1.1.1 工程實際中的接觸問題
    1.2 接觸問題的經(jīng)典分析方法
        1.2.1 彈性接觸問題的一般假設
        1.2.2 接觸條件
        1.2.3 有摩擦接觸與無摩擦接觸
    1.3 接觸問題的數(shù)值分析方法及其發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要工作
第二章 赫茲公式及其應用
    2.1 引言
    2.2 赫茲接觸公式
        2.2.1 接觸應力
        2.2.2 兩球體的接觸應力
        2.2.3 軸線平行的兩圓柱體的接觸應力
    2.3 赫茲接觸公式在工程實際中的運用
        2.3.1 滾動軸承滾子與滾道間的接觸應力
        2.3.2 齒輪接觸應力
    2.4 小結
第三章 接觸問題的有限元分析
    3.1 引言
    3.2 接觸分析中有限元法
        3.2.1 有限元接觸分析
        3.2.2 接觸問題的有限元工具（ANSYS）介紹
        3.2.3 ANSYS主要技術特點
    3.3 有限元法處理接觸分析的一般過程
        3.3.1 ANSYS接觸單元
        3.3.2 ANSYS面面接觸分析方法
    3.4 赫茲接觸算法與有限元接觸算法的應用比較
        3.4.1 赫茲接觸算法
        3.4.2 有限元接觸計算
        3.4.3 單元類型對接觸應力的影響
    3.5 小結
第四章 飛機回轉(zhuǎn)彈射機構的塑性接觸分析
    4.1 引言
    4.2 回轉(zhuǎn)接頭的CAD模型與機構工作原理
        4.2.1 運用CAD軟件Pro/E建模
        4.2.2 運用ANSYS建模
        4.2.3 回轉(zhuǎn)接頭CAE模型的導入
        4.2.4 飛機回轉(zhuǎn)彈射機構的工作原理
    4.4 回轉(zhuǎn)接頭有限元接觸分析過程
        4.4.1 輸入材料參數(shù)
        4.4.2 建立有限元模型并劃分網(wǎng)格
        4.4.3 建立接觸對
        4.4.4 施加載荷
        4.4.5 求解與分析
        4.4.6 結論
    4.5 小結
第五章 摩擦理論在有限元接觸分析中的應用
    5.1 引言
    5.2 經(jīng)典摩擦理論
    5.3 有限元接觸分析中摩擦的引入
        5.3.1 回轉(zhuǎn)機構卡死機理的分析
        5.3.2 改變錐形體與滾珠接觸面形狀對克服摩擦阻力的影響
        5.3.3 三種模型結構應力云圖的對比
        5.3.4 三種模型分析計算結果比較
    5.4 小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 今后工作的展望
致謝
參考文獻
研究成果

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本文編號：2850850