Klasikinis lygus tamprusis nesutampantis kontaktas

Dokumentuotas Hertz apskritiminis & lygiagretaus linijinio kontakto skaičiuotuvas

Apskaičiuokite efektyvųjį modulį, ženkluotą santykinį kreivumą, kontakto dydį ir maksimalų slėgį arba apskritiminiam rutulio kontaktui, arba lygiagrečių cilindrų linijinio kontakto centrinei sričiai.

Eksplicitus įgaubtas ženklasTaškas arba lygiagreti linijaTai nėra leistinųjų įtempių patikra

Kontakto atvejis / projekto identifikatorius

Įgyvendintas Hertz modelis

2 paviršiaus kreivumas santykyje su išgaubtu 1 paviršiumi

Geometrija, išlyginimas ir spindulio šaltinis / redagavimas

Išgaubto 1 paviršiaus spindulys R1 (mm)

2 paviršiaus spindulio modulis R2 (mm; palikite tuščią tik plokščiam paviršiui)

Dokumentuota normali apkrova F (N)

Apkrovos atvejis, pasiskirstymas ir šaltinis / redagavimas

Dokumentuotas apkrauto cilindro ilgis L (mm; linijinis modelis)

Apkrauto ilgio ir galinių efektų šaltinis (linijinis modelis)

1 kūno Jango modulis E1 (GPa)

1 kūno Puasono koeficientas ν1 (−1<ν<0,5)

1 kūno medžiagos būsenos savybės šaltinis / redagavimas

2 kūno Jango modulis E2 (GPa)

2 kūno Puasono koeficientas ν2 (−1<ν<0,5)

2 kūno medžiagos būsenos savybės šaltinis / redagavimas

Tamprumo diapazono ir Hertz taikymo vertinimo nuoroda

Taikymo sąlyga: tik normali apkrova; lygūs, be trinties, homogeniški izotropiniai tiesiškai tamprūs puspuliai; mažas nesutampantis kontaktas; apskritiminė simetrija taškiniam modeliui arba tiesios lygiagrečios ašys ir nereikšmingi galiniai efektai linijiniam modeliui. Netaikoma kryžminiams cilindrų, rutulio/cilindro, bendriems elipsiniams riedėjimo takeliams ar pavarų ratų dantims, baigtiniams dangams, šiurkščiams/liplantiems kontaktams, plastiniam deformavimui ar medžiagos nuovargio leistiniams dydžiams.

Dokumentuotas Hertz rezultatas

Efektyvusis modulis E*

—

Santykinis kreivumas κ

—

Efektyvusis spindulys R*

—

Kontakto spindulys / pusplotis

—

Maksimalus normalusis slėgis p0

—

Kontakto pėdsakas

—

Priartinimas / linijinė apkrova

—

Bendras tamprumas ir ženkluotas kreivumas

1/E* = (1−ν1²)/E1 + (1−ν2²)/E2
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 išorinis išgaubtas, s=0 plokščias, s=−1 vidinis įgaubtas

Vidiniam atvejui R2 yra teigiamas modulis, bet jo kreivumas atimamas; R2 turi viršyti R1, kad κ išliktų teigiamas. Įgaubtą griovelį laikant kitu teigiamu išgaubtu spinduliu, tai būtų kita geometrija.

Apskritiminis taškinis kontaktas

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

Rodomas δ yra bendras normalusis tamprusis artėjimas šiam apskrities Hertz modeliui. Jis nenaudojamas lygiagrečių cilindrų rezultatui.

Lygiagrečių cilindrų linijinis kontaktas

w = F/L
b = [4wR*/(πE*)]^(1/2)
p0 = 2w/(πb)
projekuotas kontaktas = 2bL

Linijinis modelis atspindi tiesių lygiagrečių cilindrų centrinę sritį. Kontaktas yra nominalus stačiakampis; galūnių slėgis ir kraštų efektai nėra skaičiuojami.

Pagrindiniai paskelbti šaltiniai

Lygtys yra klasikinės inžinerinės Hertz sąryšiai, o ne „ISO formulės“. Šaltinis NIST Engineering Metrology Toolbox dokumentacija nurodo lygaus, tampraus, homogeniško ir nereikšmingo trinties prielaidas bei nuorodą į paskelbtą Puttock–Thwaite techninį straipsnį. NIST atskirai įgyvendina du išorinius sferinius kūnus, a sferinį kūną vidinėje sferinėje paviršiujeir lygiagrečius cilindrą. Jo paskelbtas 4,45 N, dviejų 25,4 mm skersmens plieninių sferų atvejis duoda 0,519 µm suspaudimą; rodomos lygtys atkuria 0,5193248 µm prieš NIST suapvalinimą. 25,4 mm rutuliuko skersmeniui 50,8 mm sferinio skersmens viduje su tais pačiais savybėmis/apkrova, NIST duoda 0,327 µm; atėmus kreivumą, atkuriamas tas pats rezultatas.

Kodėl buvo pakeista ankstesnė puslapis

Buvęs „rutuliukas griovelyje“ numatytasis nustatymas sudėjo abi teigiamas spindulius, nors vidiniam grioveliui reikia atimti kreivumą. Jis taip pat reklamuodavo artėjimą, bet jo nesuskaičiuodavo, priimdavo plačius pavarų/guolių/ratų-bėgių taikymus, kurie dažnai reikalauja bendro elipsinio kontakto, įterpdavo nepagrįstas medžiagų/geometrijos numatytuosius nustatymus ir naudojo dalinį skaičių skaidymą.

Nėra stiprumo, nuovargio ar guolio tarnavimo laiko sprendimas: nepriklausomai patikrinkite tamprumo ribas, požeminės įtempių būseną, likutinius įtempius, kietumo/slydimo santykį, medžiagos anizotropiją, dangas, šiurkštumą, tepimą/trauką, šiluminius efektus, nesutapimą, kraštų apkrovą, plastiškumą, kartotinį apkrovimą ir taikomą komponento standartą arba patvirtintą skaitmeninį modelį.