基于ABAQUS的扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)數(shù)值模擬.pdf

1、工程實(shí)際應(yīng)用中,微動(dòng)現(xiàn)象十分復(fù)雜,相對(duì)位移模式往往不是單一的切向、徑向、轉(zhuǎn)動(dòng)或者扭動(dòng),更有可能出現(xiàn)的是兩種或者兩種以上基本模式的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式。但是目前的研究主要集中在切向微動(dòng)模式,對(duì)復(fù)合微動(dòng)模式的研究甚少,扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)是扭動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)模式的復(fù)合,是造成一些回轉(zhuǎn)體部件失效的直接原因,因此,開(kāi)展對(duì)扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)數(shù)值模擬的研究對(duì)基礎(chǔ)理論和工程應(yīng)用具有重要意義。
　　 本文以實(shí)驗(yàn)研究為基礎(chǔ),在有限元軟件ABAQUS中建立三維球(GCr15

2、軸承鋼)／平面(LZ50鋼)接觸彈塑性有限元模型,通過(guò)改變球體旋轉(zhuǎn)軸與平面法向的傾斜角度,實(shí)現(xiàn)球／平面接觸的扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)模式。分別研究了不同傾斜角與角位移幅值對(duì)接觸應(yīng)力、相對(duì)滑移量、動(dòng)力學(xué)曲線、塑性應(yīng)變和接觸狀態(tài)等微動(dòng)摩擦學(xué)關(guān)鍵參數(shù)的影響規(guī)律,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)模型的模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。研究獲得的主要結(jié)論如下:
　　 1.完全滑移狀態(tài)下,角位移隨傾斜角的增大而減小,并滿(mǎn)足無(wú)量綱扭動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)分量平方和為一的規(guī)律。
　　 2.傾斜

3、角顯著影響了接觸應(yīng)力分布,與純扭動(dòng)微動(dòng)和純轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)相比,扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)的損傷呈現(xiàn)明顯的非對(duì)稱(chēng)性。
　　 3.傾斜角的增加,一側(cè)塑性應(yīng)變逐漸消失,而隨著角位移的增加,該側(cè)的塑性變形又從新出現(xiàn)；傾斜角和角位移較小時(shí),塑性應(yīng)變?cè)黾泳徛?傾斜角和角位移較大時(shí),結(jié)果相反,并迅速達(dá)到穩(wěn)定。
　　 4.反向加載時(shí),接觸狀態(tài)演化規(guī)律不同,可將扭轉(zhuǎn)復(fù)合微動(dòng)的接觸狀態(tài)歸納為兩種形式。
　　 1)第一類(lèi)形式:粘著區(qū)以一定點(diǎn)為中心收縮或擴(kuò)