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古典的な滑らかな弾性非一致接触

文書化されたヘルツ円形および平行線接触計算機

円形球面接触または平行円筒線接触の中心領域について、有効弾性係数、符号付き相対曲率、接触サイズおよび最大圧力を計算します。

凹面符号の明示点または平行線許容応力チェックではありません

適用性の確認: 法線荷重のみ;滑らか、摩擦なし、均質等方線形弾性半空間;小さな非一致接触;点モデルでは円対称性、線モデルでは直線平行軸および無視できる端部効果。交差円筒、球面/円筒、一般的な楕円軌道面または歯車歯、有限コーティング、粗面/粘着接触、塑性または疲労許容値には適用されません。

文書化されたヘルツ結果

有効弾性係数 E*
相対曲率 κ
有効半径 R*
接触半径 / 半幅
最大法線圧力 p0
接触フットプリント
接近量 / 線荷重

共有コンプライアンスおよび符号付き曲率

1/E* = (1−ν1²)/E1 + (1−ν2²)/E2
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 外部凸、s=0 平面、s=−1 内部凹

内部ケースでは、R2 は正の大きさですが、その曲率は減算されます;κ が正のままになるように R2 は R1 を超える必要があります。凹溝を別の正の凸半径として扱うことは、異なる幾何学です。

円形点接触

a = [3FR*/(4E*)]^(1/3)
p0 = 3F/(2πa²)
Ac = πa²
δ = a²/R*

表示される δ は、この円形ヘルツモデルにおける全法線弾性接近量です。平行円筒の結果には使用されません。

平行円筒線接触

w = F/L
b = [4wR*/(πE*)]^(1/2)
p0 = 2w/(πb)
投影接触面積 = 2bL

線モデルは、直線平行円筒の中央領域を表します。接触面積は名目上の長方形であり、端部圧力や端部効果は計算されません。

主要な公開参考文献

これらの式は古典的な工学ヘルツ関係式であり、「ISO 公式」ではありません。 NIST 工学計測ツールボックスのドキュメント は、滑らか、弾性、均質、摩擦無視の仮定を述べ、公開された Puttock–Thwaite 技術論文へのリンクを提供しています。NIST は別途 2つの外部球内部球面内の球、 そして 平行円筒を実装しています。その公開されている 4.45 N、2つの直径 25.4 mm の鋼球のケースでは 0.519 µm の圧縮を与え、表示される式は NIST の丸め前の 0.5193248 µm を再現します。同じ特性/荷重で、50.8 mm の球面直径内の 25.4 mm ボール直径の場合、NIST は 0.327 µm を与え、曲率を引くことでその結果を再現します。

以前のページが変更された理由

以前の「溝内のボール」プリセットは、内部溝には曲率の減算が必要であるにもかかわらず、両方の正の半径を加算していました。また、接近量を宣伝していましたが計算しておらず、一般的な楕円接触を必要とする広範なギア/軸受/車輪-レール応用を受け入れ、出典のない材料/幾何学プリセットを埋め込み、部分的な数値解析を使用していました。

強度、疲労または軸受寿命の判断ではありません: 弾性限界、表面下応力状態、残留応力、硬さ/降伏関係、材料異方性、コーティング、粗さ、潤滑/トラクション、熱効果、ミスアライメント、端部荷重、塑性、繰返し荷重、および適用される部品規格または検証された数値モデルを独立して検証してください。

© 2024-2026 Vibromera

古典的な文書化されたヘルツ算術のみ。科学的レビュー:2026年7月。

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