基于Hertz模型的海洋立管束碰撞力计算方法研究 被引量：1

1

作者 徐万海 李航 贺子琪 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第13期248-253,314,共7页

立管是海洋油气开采的关键设备之一,其在流致振动作用下,相邻立管可能会发生振动碰撞损伤。基于Hertz模型,针对不同夹角下的两根立管碰撞的碰撞力计算开展研究。借助有限元方法探讨海洋立管局部碰撞过程,立管的直径选取为工程应用较为... 立管是海洋油气开采的关键设备之一,其在流致振动作用下,相邻立管可能会发生振动碰撞损伤。基于Hertz模型,针对不同夹角下的两根立管碰撞的碰撞力计算开展研究。借助有限元方法探讨海洋立管局部碰撞过程,立管的直径选取为工程应用较为广泛的30.48 cm,截取长度基于相关碰撞参与长度来确定,径厚比范围为16~60,分别设置立管碰撞时的速度为0.25 m/s、1.5 m/s、2.4 m/s和3 m/s,分析两根立管夹角和立管径厚比等对于Hertz模型计算精度的影响。研究发现:两根立管夹角越小和径厚比越小,Hertz模型得到的碰撞力误差越大;通过在Hertz模型中添加与径厚比相关的系数,对Hertz模型进行了修正,最终得到了关于立管束碰撞力的精确计算方法。 展开更多

关键词 立管碰撞 hertz模型 有限元模拟 接触力法

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刚体碰撞的Hertz接触力模型比较分析 被引量：14

2

作者 黄剑锋 余涛 陈江义 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第8期28-30,共3页

对以Hertz接触理论为基础的四种接触力模型进行了比较分析,并通过两球一次对心碰撞过程数值模拟结果来进一步说明不同接触力模型的特性,仿真结果表明:与纯弹性接触力模型相比,Hunt-Crossley(H-C)接触力模型、Lankarani-Nikravesh(L-N)... 对以Hertz接触理论为基础的四种接触力模型进行了比较分析,并通过两球一次对心碰撞过程数值模拟结果来进一步说明不同接触力模型的特性,仿真结果表明:与纯弹性接触力模型相比,Hunt-Crossley(H-C)接触力模型、Lankarani-Nikravesh(L-N)接触力模型以及Flores接触力模型由于考虑了碰撞过程中的能量损失,因此更加符合实际碰撞情形。此外后三种接触力模型中,H-C接触力模型和L-N接触力模型更适合用来处理大恢复系数的碰撞问题。在分析间隙机构的动力学特性时,可以为接触力模型的合理选择提供依据。 展开更多

关键词 接触力模型 hertz接触理论 能量损失 多刚体碰撞

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基于数模联动的滚动轴承性能退化评估

3

作者 李栋国 刘韬 +2 位作者 李洁松 王振亚 王贵勇 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第2期105-111,共7页

滚动轴承点蚀故障失效过程中,对故障缺陷尺寸的估计是轴承性能退化评估的关键之一。为解决轴承局部缺陷退化尺寸难以定量估计问题,提出一种基于数模联动的滚动轴承性能评估方法。首先,基于非线性Hertz接触理论与时变位移激励函数,建立... 滚动轴承点蚀故障失效过程中,对故障缺陷尺寸的估计是轴承性能退化评估的关键之一。为解决轴承局部缺陷退化尺寸难以定量估计问题,提出一种基于数模联动的滚动轴承性能评估方法。首先,基于非线性Hertz接触理论与时变位移激励函数,建立弹流润滑影响下的深沟球轴承2自由度动力学模型。其次,修正动力学模型仿真数据和真实数据幅值偏差。最后提出滚动轴承局部缺陷退化故障尺寸评估(Fault Size Evaluate,FSE)算法,估计滚动轴承全寿命退化过程中的故障尺寸,并通过ABLT-1Z轴承寿命强化试验机的实验数据进行验证。实验结果表明本文提出的数模联动方法能够量化轴承局部缺陷尺寸的退化规律,评估滚动轴承性能退化过程。 展开更多

关键词 故障诊断 动力学建模 数模联动 滚动轴承 hertz接触 FSE算法

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基于Hertz接触力模型的惯性平台内框架组件失稳倒台动力学建模与仿真分析 被引量：5

4

作者 高准 屈孝池 +2 位作者 张天孝 杨朋军 弓靖 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期52-55,共4页

针对惯性平台内框架失稳倒台故障,基于Hertz接触力模型建立内框架组件倒台时的动力学模型,全面分析了倒台时内框架与挡块的碰撞力变化过程。之后使用Ansys Workbench仿真软件,建立并分析平台内框架失稳倒台的动力学模型。计算出在倒台... 针对惯性平台内框架失稳倒台故障,基于Hertz接触力模型建立内框架组件倒台时的动力学模型,全面分析了倒台时内框架与挡块的碰撞力变化过程。之后使用Ansys Workbench仿真软件,建立并分析平台内框架失稳倒台的动力学模型。计算出在倒台过程中挡块的应力分布云图。将两者相比较,证明了所建立的动力学模型以及各项分析的正确性,为后续的平台设计提供了重要的参考。 展开更多

关键词 有限元法 失稳倒台 内框架组件 动力学模型 hertz模型

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基于Hertz接触模型的碰摩转子动力学响应研究 被引量：8

5

作者 王涛 傅行军 《汽轮机技术》 北大核心 2009年第1期39-41,共3页

根据Jeffcott转子的碰摩原理,在线性碰摩微分方程的基础上,基于Hertz弹性接触理论描述非线性碰摩力,建立了非线性碰摩模型,对线性模型和Hertz模型进行了比较。鉴于汽轮机碰摩位置的碰摩半径、材料都不相同,利用Hertz模型研究的不同刚度... 根据Jeffcott转子的碰摩原理,在线性碰摩微分方程的基础上,基于Hertz弹性接触理论描述非线性碰摩力,建立了非线性碰摩模型,对线性模型和Hertz模型进行了比较。鉴于汽轮机碰摩位置的碰摩半径、材料都不相同,利用Hertz模型研究的不同刚度下的碰摩动力响应对判断碰摩位置有指导意义。 展开更多

关键词 能源与动力工程 转子动力学 碰摩刚度 hertz接触模型

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V型滚轮导轨的Hertz接触建模和刚度求解 被引量：3

6

作者 刘子煊 张力 陈昌安 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第7期24-29,共6页

V型滚轮导轨是一种新型传动导轨系统,对导轨系统进行理论建模可以有效分析导轨参数对导轨力学性能的影响。文中通过Hertz接触理论对滚轮导轨系统建立接触力学模型,然后推导滚轮导轨在受到垂直载荷、水平载荷时与位移的关系,并计算其刚... V型滚轮导轨是一种新型传动导轨系统,对导轨系统进行理论建模可以有效分析导轨参数对导轨力学性能的影响。文中通过Hertz接触理论对滚轮导轨系统建立接触力学模型,然后推导滚轮导轨在受到垂直载荷、水平载荷时与位移的关系,并计算其刚度。在Abaqus中进行仿真和计算刚度数值,对比两者结果。进一步推导在有预紧力的情况下,滚轮导轨的刚度模型。然后比较在外载荷的作用下,有无预紧力对刚度的影响。得出无预紧力时,滚轮导轨初始刚度很低,且刚度随着载荷增大,会急速增长,使得导轨变形很大。有预紧力时,滚轮导轨的初始刚度较大,且刚度随着载荷增大,增长平缓,使得导轨更稳。 展开更多

关键词 V型滚轮导轨 hertz接触理论 建模 刚度求解 预紧力分析

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基于Hertz接触的单自由度碰振系统的随机响应近似闭合解

7

作者 祝海生 陈林聪 +1 位作者 孙建桥 赵珧冰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第21期6-14,共9页

碰振系统普遍存在于工程领域中,因此开展碰撞振动的研究具有重要的实际意义。应用随机振动研究的最新成果--迭代加权残值法,求解了高斯白噪声激励下基于Hertz接触的单自由度碰振系统的随机响应近似闭合解。首先,结合概率环流和概率势流... 碰振系统普遍存在于工程领域中,因此开展碰撞振动的研究具有重要的实际意义。应用随机振动研究的最新成果--迭代加权残值法,求解了高斯白噪声激励下基于Hertz接触的单自由度碰振系统的随机响应近似闭合解。首先,结合概率环流和概率势流的概念,构造系统FPK方程稳态解的近似表达式;然后,运用加权残值法获得近似表达式中的待定系数;最后,应用迭代技术在指定均方误差下获得特定精度的概率密度估计。为了说明该方法的有效性,分别考察了Duffing碰振系统和干摩擦碰振系统,再将蒙特卡罗模拟结果与理论解析解进行对比验证。研究表明,理论解析解与模拟结果吻合的非常好。 展开更多

关键词 碰撞振动 hertz接触理论模型 迭代加权残值法 高斯激励

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考虑涂层硬度影响的碰摩力模型建立与验证

8

作者 慕琴琴 燕群 畅佳琪 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期92-98,160,共8页

为了实现转静子碰摩力快速有效预测,采用经试验修正的碰摩力模型为表征模型,并通过模块化程序设计达到快速求解。以经典Hertz接触碰摩力模型和刮削功碰摩力模型为基础,结合碰摩力试验数据,对两类碰摩力模型进行修正。用Matlab语言开发... 为了实现转静子碰摩力快速有效预测,采用经试验修正的碰摩力模型为表征模型,并通过模块化程序设计达到快速求解。以经典Hertz接触碰摩力模型和刮削功碰摩力模型为基础,结合碰摩力试验数据,对两类碰摩力模型进行修正。用Matlab语言开发转静子碰摩力快速求解软件,能够快速完成转静子碰摩动力学方程的计算,获得转子系统的动力学响应以及在碰摩载荷作用下的碰摩力。研究表明,未经修正的经典碰摩力模型由于没有考虑涂层硬度的影响,与试验结果偏差较大,经修正后的碰摩力模型计算结果与试验结果更为接近,尤其修正后的刮削功碰摩力模型预测碰摩力准确度较高,径向碰摩力计算结果与试验结果偏差在6%之内,切向碰摩力偏差在1%以内。且自主开发的碰摩力计算软件求解效率较商用软件有大幅度提升,解决了商用软件显式动力学分析求解速度较低的问题。所提出的碰摩力修正与计算方法,以及所开发的碰摩力快速计算软件,可为转静子系统的间隙设计提供支撑。 展开更多

关键词 hertz接触碰摩力模型 刮削功碰摩力模型 涂层硬度影响 碰摩力修正 碰摩力快速计算

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多种垂向轮轨关系的对比及改进的车-线-桥系统迭代模型的建立 被引量：22

9

作者 朱志辉 王力东 +2 位作者 龚威 余志武 蔡成标 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1585-1593,共9页

对比分析非线性赫兹接触、线性赫兹接触、刚性接触这3种轮轨接触模型对车-线-桥垂向耦合系统动力分析结果的影响,并建立改进的车-线-桥耦合系统迭代计算模型。车辆模型采用多体系统动力学建立,轨道-桥梁模型采用有限元方法建立,根据不... 对比分析非线性赫兹接触、线性赫兹接触、刚性接触这3种轮轨接触模型对车-线-桥垂向耦合系统动力分析结果的影响,并建立改进的车-线-桥耦合系统迭代计算模型。车辆模型采用多体系统动力学建立,轨道-桥梁模型采用有限元方法建立,根据不同的轮轨接触模型,建立相应的轮轨力计算公式,并采用分离迭代法计算耦合系统振动响应。在数值算例中,以高速列车通过5跨简支梁桥为计算背景,对不同轮轨接触模型的仿真计算结果进行对比分析。针对传统车-线-桥耦合系统迭代计算模型计算效率低的问题,建立改进的迭代计算模型。研究结果表明:线性赫兹接触模型与非线性赫兹接触模型得到的车体加速度、轮轨力、钢轨和桥梁的位移和加速度均较吻合,但前者的计算效率较低;忽略轮对惯性力的刚性接触模型无法得到准确的钢轨和桥梁加速度;改进模型通过建立包含轮轨接触弹簧的车辆模型来提高车辆子系统的迭代稳定性,其计算效率比传统模型提高近7倍;为保证计算结果的准确性,车-线-桥耦合振动计算中应考虑时间步内的迭代计算。 展开更多

关键词 车-线-桥耦合振动 轮轨接触模型 赫兹接触 刚性接触 迭代模型

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粗糙表面接触模型的研究进展 被引量：27

10

作者 魏龙 顾伯勤 +2 位作者 冯飞 冯秀 孙见君 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2009年第7期112-117,共6页

实际工程中的接触表面都不是绝对光滑的,当两物体相互接触时,真实表面的接触实际上是微凸体间的接触。粗糙表面间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响,是摩擦学研究的主要课题之一。介绍了Hertz弹性接触模型、统... 实际工程中的接触表面都不是绝对光滑的,当两物体相互接触时,真实表面的接触实际上是微凸体间的接触。粗糙表面间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响,是摩擦学研究的主要课题之一。介绍了Hertz弹性接触模型、统计学接触模型和分形接触模型,对粗糙表面接触模型的研究现状和进展作了分析和评述。由Hertz模型只能求解一些几何形状比较规则的物体,应用范围非常有限;各种统计学模型都是经过简化的理想模型,这些简化究竟能导致多大误差目前还没有精确的分析;分形模型利用了包含全部表面粗糙度信息的分形参数D和G,其对粗糙表面接触性质的预测不受仪器分辨率和取样长度的影响,使预测具有惟一性或确定性。 展开更多

关键词 粗糙表面接触 hertz模型 统计学模型 分形模型

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滚珠丝杠副中滚珠与返向器的碰撞研究 被引量：19

11

作者 张佐营 宋现春 +1 位作者 姜洪奎 厉超 《中国机械工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第7期850-853,881,共5页

根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测... 根据赫兹接触模型和经典碰撞理论,并考虑返向器与螺母的固连关系,建立了滚珠与返向器碰撞接触的力学模型,导出了碰撞力公式,并在考虑弹性恢复系数的基础上推导出了碰撞接触时间公式。设计专门的试验装置对碰撞接触的时间进行了测试,测试结果表明,新建立的模型比现有文献的模型更符合实际情况。在试验的基础上,利用数值模拟方法分析了碰撞角度、结构参数和材料参数等因素对碰撞力的影响。 展开更多

关键词 滚珠丝杠副 碰撞力 接触时间 赫兹模型 非完全弹性碰撞

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未固结砂岩地震弹性性质的岩石物理模型表征研究 被引量：6

12

作者 邓继新 韩德华 王尚旭 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期248-253,320+160,共6页

未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一。在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin(H-M)接触模型来计算未固结砂岩的等效弹性特征。由于未固结碎屑砂岩在结构上具有不规则排列特征,在弹性波作用下颗粒间的应变特征不满足H-M接触... 未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一。在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin(H-M)接触模型来计算未固结砂岩的等效弹性特征。由于未固结碎屑砂岩在结构上具有不规则排列特征,在弹性波作用下颗粒间的应变特征不满足H-M接触模型的基本假设,造成该模型在使用中会得到明显偏高的剪切模量值。针对这些不足,本文给出了利用切向刚度校正因子C及组合参数R/R对H-M接触模型进行修正的方法,以考虑颗粒间松弛作用及颗粒不规则性对该模型计算结果的影响。分选性是未固结碎屑砂岩重要的结构特征,利用对未固结碎屑砂岩样品实验测试结果定性分析了分选性变化对介质储集层物性特征及地震弹性特征的影响,并结合岩石物理相关理论建立了表征未固结砂岩分选性变化对地震弹性特征影响的地震岩石物理模型。 展开更多

关键词 未固结砂岩 松弛作用 地震岩石物理模型 分选性 H-M接触模型

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应力松弛对颗粒物质弹性性质的影响及等效介质模型校正研究 被引量：9

13

作者 邓继新 韩德华 王尚旭 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期1079-1089,共11页

未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一,其物理本质是由离散颗粒组成的软凝聚态物质.在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin等效介质模型来计算未固结砂岩的地震弹性特征,但该模型在使用中通常会得到明最偏高的剪切模量值.基... 未固结碎屑砂岩储层是国内外重要的油气储层类型之一,其物理本质是由离散颗粒组成的软凝聚态物质.在地震勘探中通常使用Hertz-Mindlin等效介质模型来计算未固结砂岩的地震弹性特征,但该模型在使用中通常会得到明最偏高的剪切模量值.基于3D离散元技术,对颗粒介质在单轴压缩与纯剪两种过程中的力学响应进行离散元数值模拟,从微观颗粒尺度和细观力链尺度分析等效介质模型产生预测误差的可能机制,结果表明颗粒相对滑动、旋转、重排列等造成的应力松弛作用对体积模量计算结果的影响较弱,但在剪应力扰动下这种松弛作用所形成的细观不均匀应变对剪切模量的计算会有明显影响,是等效介质模型形成预测误差的主要原因.在此基础上给出了利用切向刚度校正因子C及组合参数R/R对Hertz-Mindlin等效介质模型进行修正的方法,以考虑颗粒间松弛作用及颗粒不规则性对该模型计算结果的影响,并应用于实际测井资料中验证了方法的正确性. 展开更多

关键词 未固结砂岩 颗粒介质 应力松弛 离散元 hertz—Mindlin接触模型 等效介质模型

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行星齿轮传动系统碰撞振动特性研究 被引量：26

14

作者 周建星 孙文磊 +1 位作者 曹莉 温广瑞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期16-21,共6页

针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系... 针对行星齿轮传动系统轻载高速下存在碰撞振动的问题进行了研究,为此提出了研究方法和分析模型,即在大载荷下采用线性弹簧来模拟轮齿啮合弹性,在轻载下采用Hertz接触理论来计算齿轮副碰撞力,最终采用集中质量方法建立了行星齿轮传动系统碰撞振动分析模型。研究分析发现:在大载荷、连续增速下,行星齿轮传动系统在太阳轮与行星架扭转振动模式以及内齿圈横向振动模式所对应的固有频率位置出现了共振,并引起了较大的啮合力波动;在轻载下,齿轮副啮合状态发生了变化,出现了碰撞振动,随着负载的增加,接触力的变化呈现出强非线性特征,齿轮副脱啮时间逐渐缩短;当负载达到门槛值时,齿轮副不再脱啮;随着转速的提高,脱啮时间逐渐缩短,碰撞力波动幅值呈线性增大的趋势。该结果可为行星齿轮传动系统减振、降噪研究提供理论依据。 展开更多

关键词 行星齿轮传动 hertz接触理论 碰撞振动分析模型

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基于改进迭代模型的车-桥耦合系统竖向随机振动研究 被引量：14

15

作者 朱志辉 王力东 +2 位作者 龚威 余志武 蔡成标 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期120-130,共11页

采用改进的车-桥耦合系统迭代计算模型,建立了基于虚拟激励法(PEM)的列车-轨道-桥梁竖向随机振动分析模型.采用虚拟激励法将轨道不平顺精确地转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,并运用分离迭代法求解车-桥耦合系统振动方程.以CRH2高速... 采用改进的车-桥耦合系统迭代计算模型,建立了基于虚拟激励法(PEM)的列车-轨道-桥梁竖向随机振动分析模型.采用虚拟激励法将轨道不平顺精确地转化为一系列竖向简谐不平顺的叠加,并运用分离迭代法求解车-桥耦合系统振动方程.以CRH2高速列车通过5跨简支梁桥为例,对改进的车-桥耦合系统迭代计算模型的计算精度和效率进行了验证.结果表明:在保持与传统模型相同计算精度的前提下,改进模型能使计算效率提高5倍左右.通过对列车-轨道-简支梁桥竖向随机振动响应中确定性激励引起的均值和轨道不平顺引起的均方根进行分析可知:桥梁竖向位移主要受列车自重控制,轨道不平顺引起的桥梁竖向位移影响很小;桥梁和车体竖向加速度受轨道不平顺影响显著,改善线路条件能有效提高列车的乘车舒适性;同时,车速越高,桥梁和车辆随机响应的均方根越大,由轨道不平顺引起的耦合系统振动响应的离散度越大. 展开更多

关键词 车-桥耦合振动 迭代模型 赫兹接触 虚拟激励法 简支梁桥

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平面二次包络环面蜗杆传动齿面接触应力计算 被引量：4

16

作者 张彦钦 张光辉 邱昕洋 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期247-251,共5页

采用弹塑性接触有限元法求解了不同包容齿数下的齿间载荷分配系数,基于啮合原理计算了接触点的诱导法曲率半径并进行了回归分析,建立了单齿接触线长度和总接触线长度的简化计算模型。基于Hertz模型,推导出适用于平面二次包络环面蜗杆传... 采用弹塑性接触有限元法求解了不同包容齿数下的齿间载荷分配系数,基于啮合原理计算了接触点的诱导法曲率半径并进行了回归分析,建立了单齿接触线长度和总接触线长度的简化计算模型。基于Hertz模型,推导出适用于平面二次包络环面蜗杆传动的承载最大齿对的接触应力计算公式和平均接触应力计算公式。建立了蜗杆副的有限元模型,分析了不同载荷作用下的齿间载荷分配及齿向应力分布规律。最后,通过实例对比了用于平面二包蜗轮副齿面接触应力分析的解析法及数值法。结果表明：解析法与数值法计算结果接近,前者计算值高于后者约10%~25%。 展开更多

关键词 蜗杆传动 hertz模型 接触应力 有限元法

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一种基于非线性弹簧新的球轴承接触有限元模型 被引量：5

17

作者 周仕明 李道奎 唐国金 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期817-822,共6页

基于Hertz接触理论和非线性弹簧模型提出了一种新的球轴承有限元建模方法。所提方法在沟道圆心间设置非线性弹簧,采用Hertz理论建立非线性弹簧力与变形关系,通过非线性弹簧长度判断球体是否与套圈发生接触。数值算例表明该方法人计算结... 基于Hertz接触理论和非线性弹簧模型提出了一种新的球轴承有限元建模方法。所提方法在沟道圆心间设置非线性弹簧,采用Hertz理论建立非线性弹簧力与变形关系,通过非线性弹簧长度判断球体是否与套圈发生接触。数值算例表明该方法人计算结果与Hertz理论解一致,说明该方法可行有效,并且此方法精度较高。 展开更多

关键词 球轴承 接触模型 hertz解 非线性弹簧

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圆柱铰间隙运动学分析及动力学仿真 被引量：23

18

作者 尉立肖 刘才山 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期679-687,共9页

含关节间隙的多体系统动力学精细的仿真计算必须依赖于对关节处2相对运动体的运动学描述。针对工程中常见的圆柱铰关节,建立了识别间隙铰处碰撞接触模式的运动学关系。该运动学关系直接基于间隙铰关节的几何构形来确定运动过程中潜在碰... 含关节间隙的多体系统动力学精细的仿真计算必须依赖于对关节处2相对运动体的运动学描述。针对工程中常见的圆柱铰关节,建立了识别间隙铰处碰撞接触模式的运动学关系。该运动学关系直接基于间隙铰关节的几何构形来确定运动过程中潜在碰撞接触点对之间的最小距离,避免了一般多体系统确定碰撞接触点的搜索过程。基于Hertz接触刚度并考虑阻尼效应的影响建立法向接触模型,采用修正的库仑模型考虑关节处的摩擦作用。针对一曲柄机构进行了仿真计算,研究了空间间隙、摩擦系数、杆件的柔性等因素对系统动力学特性带来的影响。 展开更多

关键词 平面间隙 空间间隙 碰撞模型 赫兹接触 库仑摩擦

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含滚动轴承径向游隙的航空发动机整机振动响应特征分析 被引量：8

19

作者 王海飞 陈果 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期945-959,共15页

针对航空发动机支承系统中各支承处滚动轴承径向游隙对整机振动响应影响的灵敏度问题,建立了含滚动轴承径向游隙的真实发动机转子-支承-机匣整机振动模型,转子与机匣采用有限元模型,支承采用集总质量模型,分别考虑了四个不同支承处的滚... 针对航空发动机支承系统中各支承处滚动轴承径向游隙对整机振动响应影响的灵敏度问题,建立了含滚动轴承径向游隙的真实发动机转子-支承-机匣整机振动模型,转子与机匣采用有限元模型,支承采用集总质量模型,分别考虑了四个不同支承处的滚动轴承径向游隙和赫兹接触力的强非线性,利用数值积分方法求解耦合系统的响应,分析了整机振动响应特征。对整机振动影响较大的支承S2处,分析了不同转速下,转子、滚动轴承外圈、机匣的响应特征;分析了非线性接触力随时间-滚珠数目变化、以及滚动轴承承载变化规律;分析了该支承处径向游隙对接触力的影响。结果表明:(1)转速越高,随着间隙增大,机匣加速度振幅跳跃和滞后现象越明显,且由于滚动轴承的变刚度,当刚度变化较剧烈时,系统的固有频率被激发,即频率锁定现象;(2)在大间隙下,转速在两阶临界转速之间,转子容易出现时而挤压,时而不挤压滚动轴承外圈的现象,即不稳定现象,可以通过减小径向游隙,从而增加转子的稳定性,同时减小整机振动。 展开更多

关键词 径向游隙 整机振动 有限元模型 赫兹接触力 不平衡力

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含关节滚动轴承的多体系统碰撞动力学研究 被引量：4

20

作者 许立新 李永刚 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期246-251,共6页

为能深入揭示多体系统外部碰撞作用与关节滚动轴承动态载荷变化规律之间的映射关系,基于多体动力学理论、Hertz接触理论及连续碰撞力模型,提出一种可描述含关节滚动轴承多体系统碰撞动力学行为的建模方法。基于该方法,以含深沟球轴承的... 为能深入揭示多体系统外部碰撞作用与关节滚动轴承动态载荷变化规律之间的映射关系,基于多体动力学理论、Hertz接触理论及连续碰撞力模型,提出一种可描述含关节滚动轴承多体系统碰撞动力学行为的建模方法。基于该方法,以含深沟球轴承的曲柄滑块机构及具有弹性支撑的目标刚体组成的碰撞多体系统为分析对象,深入探讨该类复杂非连续动力学系统动态响应。研究表明,碰撞作用不仅对系统宏观动力学性态产生影响,同时导致关节滚动轴承运动副等效约束反力及轴承各滚动体载荷发生突变。 展开更多

关键词 多体动力学 滚动轴承 hertz接触 连续碰撞力模型

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