基于弹性接触的销轴结构应力分析.pdfVIP

2014正 3月 机 械 科 学 与 技 术 March 2014 第33卷 第3期 MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineering V0l_33 No．3 基于弹性接触的销轴结构应力分析 高啸，田锡天，朱军，张中伟 (西北工业大学 CAPP与制造3-程软件研究所，西安 710072) 摘要：为了更加准确地对销轴结构进行应力分析，提出将刚度矩阵和赫兹接触理论相结合的弹性接 触应力求解方式。考虑销轴结构在工作状态下具有接触突变的特性，根据接触刚度矩阵，推导出接 触状态判别式，辅以基于弹性接触的赫兹接触理论 ，建立了销轴结构应力方程。以某销轴结构为 例，应用弹性接触应力方程计算销轴结构的接触应力，证明了提 出求解方式的正确性。 关键词：销轴结构；弹性接触 ；应力分析 中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1003—8728(2014)03—322—04 AnalyzingStructuralStressofElasticContactPin GaoXiao，TianXitian，ZhuJun，ZhangZhongwei (InstituteofCAPP＆ManufacturingEngineeringSoftware，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072) Abstract：Inordertoaccuratelyanalyzethestructuralstressofanelasticcontactpin，wecombinetheelasticcon— tactstressstiffnessmatrixwiththeHertzelasticcontacttheory．Consideringthestructureoftheelasticcontactpinin itsworkingconditionandthecontactmutationcharacteristics．weusethecontactstiffnessmatrixtoderivethecon． tactstateequation．Thenweestablishthesturctura1stressequationsoftheelasticcontactpinwiththeHertzelastic contacttheory．Weapplytheelasticcontactstressequationstocalculatingtheelasticcontactstressofthepinstruc— tureofacertaintypeofhydraulicsupport．Theresultsofcomparisonwiththefiniteelementanalysisofelasticcon— tactstressshow thatoursolutioniScorrectforcalculatingtheelasticcontactstressofapinsturcture． Keywords：calculations；computersoftware；elasticcontactpin；elasticcontactstress；finiteelementmethod；pin sturcture；stiffnessmatrix；stressanalysis 销轴结构是工程中常用的机械结构，对其进行 5mm，忽略此处销轴与连接构件的位移将带来很大 细致的应力分析，研究各参数对接触应力大小和分 误差 J。还有一种方法提出用约束方程式描述销 布的影响，对该结构的设计与应用非常重要 。对 轴与其连接件相同自由度之间的线性协调关系。由 销轴结构进行应力分析时，如何确定销轴与部件的 于实际情况中销轴结构处变形复杂，销轴位移难 以 连接关系，实现力的传递是应力分析过程中的难点。 确定，因此难以确定 自由度之间的线性协调关系，故 通