Численный анализ напряженного состояния сферического контактного узла с прослойкой из антифрикционного материала
Автор: Каменских Анна Александровна, Труфанов Николай Александрович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 1 т.6, 2013 года.
Бесплатный доступ
В рамках задачи упругопластического контактного взаимодействия с учетом трения на поверхности контакта исследуется напряженно-деформированное состояние сферического контактного узла с прослойкой из антифрикционного полимерного материала. На примере конечно-элементного решения задачи деформирования образца из материала антифрикционной прослойки показано хорошее количественное соответствие численных результатов данным натурного эксперимента для трех видов материалов. Выполнена постановка задачи контактного механического взаимодействия в конструкции со сложной геометрией для осесимметричного и трехмерного случаев. На примере осесимметричной задачи исследованы характеристики контакта при различных конечно-элементных сетках, выбраны параметры сетки для трехмерной модели. Численные исследования позволили установить влияние геометрии конструкции на распределение участков с разным типом взаимодействия в зоне контакта (сцепление, проскальзывание и отлипание), величину и характер контактного давления и контактного касательного напряжения.
Контактная задача, метод конечных элементов, трение, сферический контактный узел, антифрикционная полимерная прослойка
Короткий адрес: https://sciup.org/14320657
IDR: 14320657
Список литературы Численный анализ напряженного состояния сферического контактного узла с прослойкой из антифрикционного материала
- Rakowski W.A., Zimowski S. Polyesterimide composites as a sensor material for sliding bearings//Compos. Part B Eng. -2006. -V. 37, N. 2-3. -P. 81-88.
- Pinchuk L.S., Nikolaev V.I., Tsvetkova E.A., Goldade V.A. Tribology and biophysics of artificial joints. -London, Amsterdam: Elsevier, 2006. -350 p.
- Тукашев Ж.Б., Адилханова Л.А. Исследование напряженно-деформированного состояния дорожного покрытия//Геология, география и глобальная энергия. -2010. -№ 2. -C. 163-166.
- Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий. -Ростов-на-Дону: Изд-во ООО «ЦВВР», 2007. -114 с.
- Айзикович С.М., Александров В.М., Белоконь А.В., Кренев Л.И., Трубчик И.С. Контактные задачи теории упругости для неоднородных сред. -М.: Физматлит, 2006. -237 с.
- Механика контактных взаимодействий. -М.: Физматлит, 2001. -672 с.
- Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. -М.: Наука, 2001. -479 с.
- Никишин В.С., Шапиро Г.С. Пространственные задачи теории упругости для многослойных сред. -М.: ВЦ АН СССР, 1970. -260 с.
- Александров В.М., Мхитарян С.М. Контактные задачи для тел с тонкими покрытиями и прослойками. -М.: Наука, 1983. -488 с.
- Воронин Н.А. Расчет параметров упругого контакта и эффективных характеристик топокомпозита для случая взаимодействия последнего со сферическим индентором//Трение и износ. -2002. -Т. 23, № 6. -С. 583-596.
- Chidlow S.J., Teodorescu M., Vaughan N.D. Predicting the deflection and sub-surface stress field within two-dimensional inhomogeneously elastic bonded layered solids under pressure//Int. J. Solids Struct. -2011. -V. 48, N. 22-23. -P. 3243-3256.
- Sergici A.O., Adams G.G., Müftü S. Adhesion in the contact of a spherical indenter with a layered elastic half-space//J. Mech. Phys. Solids. -2006. -V. 54, N. 9. -P. 1843-1861.
- Goryacheva I.G., Torskaya E.V. Modeling of fatigue wear of a two-layered elastic half-space in contact with periodic system of indenters//Wear. -2010. -V. 268, N. 11-12. -P. 1417-1422.
- Воронин Н.А. Особенности и прикладной аспект механики контактного взаимодействия жесткого сферического штампа с упугопластичным слоистым полупространством//Механика и физика процессов на поверхности и в контакте твердых тел и деталей машин: Межвуз. сб. науч. тр./Под ред. Н.Б. Демкина. -Тверь: ТГТУ, 2006. -232 с.
- Дрозд М.С., Матлин М.М., Сидякин Ю.И. Инженерные расчеты упругопластической контактной деформации. -М.: Машиностроение, 1986. -224 с.
- Александров В.М., Кадомцев И.Г., Царюк Л.Б. Осесимметрические контактные задачи для упругопластических тел//Трение и износ. -1984. -Т. 5, № 1. -С. 16-26.
- Peng W., Bhushan B. Three-dimensional contact analysis of layered elastic/plastic solids with rough surfaces//Wear. -2001. -V. 249, N. 9. -P. 741-760.
- Rogovoy A., Ivanov B. Displacement formulation of the friction conditions on the contact surface//Comput. Struct. -1997. -V. 62, N. 1. -P. 133-139.
- Méchain-Renaud C., Cimetiére A. BEM solution of two dimensional unilateral contact problems with friction by a new approach//Eng. Anal. Bound. Elem. -2003. -V. 27, N. 3. -P. 269-277.
- Rodríguez-Tembleque L., Buroni F.C., Abascal R., Sáez A. 3D frictional contact of anisotropic solids using BEM//Eur. J. Mech. A-Solid. -2011. -V. 30, N. 2. -P. 95-104.
- Khoei A.R., Nikbakht M. An enriched finite element algorithm for numerical computation of contact friction problems//Int. J. Mech. Sci. -2007. -V. 49. -P. 183-199.
- Li Y., Liu G.R., Zhang G.Y. An adaptive NS/ES-FEM approach for 2D contact problems using triangular elements//Finite Elem. Anal. Des. -2011. -V. 47, N. 3. -P. 256-275.
- Бураго Н.Г., Журавлев А.Б., Никитин И.С. Анализ напряженного состояния контактной системы «диск-лопатка» ГТД//Вычисл. мех. сплош. сред. -2011. -Т. 4, № 2. -С. 5-16.
- González J.A., Park K.C., Felippa C.A., Abascal R. A formulation based on localized Lagrange multipliers for BEM-FEM coupling in contact problems//Comput. Method. Appl. M. -2008. -V. 197, N. 6-8. -P. 623-640.
- Rodríguez-Tembleque L., Abascal R. A FEM-BEM fast methodology for 3D frictional contact problems//Comput. Struct. -2010. -V. 88, N. 15-16. -P. 924-937.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости. -М.: Наука, 1979. -560 с.
- Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. -М.: Машиностроение, 1975. -400 с.
- Адамов А.А. Экспериментальное исследование механического поведения композитов на основе фторопласта, работающих при больших давлениях в тонких слоях//Мат. VII Российской научно-техн. конф. «Механика микронеоднородных материалов и разрушение». -Екатеринбург: ИМАШ УрО РАН, 2012. -Электронный оптический диск, вкладка «Публикации». -7 с.
- Каменских А.А., Труфанов Н.А. Исследование влияния смазочных канавок в антифрикционной прослойке на напряженное состояние контактного узла//Вестник ПНИПУ. Прикладная математика и механика. -2012. -№ 10. -С. 77-89.
- Каменских А.А., Адамов А.А. Численное исследование сферического контактного узла с полимерной антифрикционной прослойкой//ФиППТиТ. -2012. -№ 3-2 (293). -С. 48-55.
