Класичен мазен еластичен неконформен контакт

Документиран калкулатор за Херцов кружен & паралелно-линиски контакт

Пресметајте го ефективниот модул, релативната закривеност со знак, големината на контактот и максималниот притисок за кружен сферен контакт или за централната област на линиски контакт на паралелни цилиндри.

Експлицитен знак за конкавностТочка или паралелна линијаНе е проверка на дозволен напон

Идентификатор на случајот на контакт / проектот

Имплементиран Херцов модел

Закривеност на површината 2 во однос на конвексната површина 1

Геометрија, порамнување и извор / ревизија на радиусот

Радиус R1 на конвексната површина 1 (mm)

Големина на радиусот R2 на површината 2 (mm; празно само за рамнина)

Документирано нормално оптоварување F (N)

Случај на оптоварување, распределба и извор / ревизија

Документирана должина L на оптоварениот цилиндар (mm; линиски модел)

Извор на оптоварената должина и крајниот ефект (линиски модел)

Јунгов модул E1 на телото 1 (GPa)

Поасонов коефициент ν1 на телото 1 (−1<ν<0.5)

Извор / ревизија на својството за состојбата на материјалот на телото 1

Јунгов модул E2 на телото 2 (GPa)

Поасонов коефициент ν2 на телото 2 (−1<ν<0.5)

Извор / ревизија на својството за состојбата на материјалот на телото 2

Референца за проценка на еластичниот опсег и применливоста на Херцовиот модел

Услов за применливост: само нормално оптоварување; мазни, без триење, хомогени изотропни линеарно-еластични полупростори; мал неконформен контакт; кружна симетрија за точкестиот модел или прави паралелни оски и занемарливи крајни ефекти за линискиот модел. Не за вкрстени цилиндри, сфера/цилиндар, општи елипсовидни лежишни патеки или запци на запчаници, конечни премази, груби/адхезивни контакти, пластичност или дозволени вредности за замор.

Документиран Херцов резултат

Ефективен модул E*

—

Релативна закривеност κ

—

Ефективен радиус R*

—

Радиус на контактот / полуширина

—

Максимален нормален притисок p0

—

Отпечаток на контактот

—

Приближување / линиско оптоварување

—

Заедничка попустливост и закривеност со знак

1/E* = (1−ν1²)/E1 + (1−ν2²)/E2
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 надворешен конвексен, s=0 рамен, s=−1 внатрешен конкавен

За внатрешниот случај, R2 е позитивна големина, но нејзината закривеност се одзема; R2 мора да биде поголем од R1 за κ да остане позитивен. Третирањето на конкавен жлеб како уште еден позитивен конвексен радиус е поинаква геометрија.

Кружен точкест контакт

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

Прикажаното δ е вкупното нормално еластично приближување за овој кружен Херцов модел. Не се користи за резултатот за паралелни цилиндри.

Линиски контакт на паралелни цилиндри

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

Линискиот модел ја претставува централната област на прави паралелни цилиндри. Отпечатокот е номинален правоаголник; притисокот на краевите и рабните ефекти не се пресметуваат.

Основни објавени референци

Равенките се класични инженерски Херцови релации, а не „ISO формули“. Документацијата на NIST Engineering Metrology Toolbox ги наведува претпоставките за мазност, еластичност, хомогеност и занемарливо триење и упатува на објавениот технички труд на Puttock–Thwaite. NIST одделно имплементира две надворешни сфери, сфера во внатрешна сферична површина, и паралелни цилиндри. Неговиот објавен случај со 4.45 N и две челични сфери со дијаметар од 25.4 mm дава компресија од 0.519 µm; прикажаните равенки репродуцираат 0.5193248 µm пред заокружувањето на NIST. За топка со дијаметар од 25.4 mm внатре во сфера со дијаметар од 50.8 mm со истите својства/оптоварување, NIST дава 0.327 µm; одземањето на кривината го репродуцира тој резултат.

Зошто беше променета претходната страница

Претходната поставка „топка во жлеб“ ги собираше двата позитивни радиуси, иако внатрешниот жлеб бара одземање на кривината. Исто така, го рекламираше приближувањето, но не го пресметуваше, прифаќаше широки апликации за запченик/лежиште/тркало-шина што вообичаено бараат општ елиптичен контакт, вградуваше материјални/геометриски поставки без наведен извор и користеше парсирање на делумни броеви.

Не е одлука за јачина, замор или век на траење на лежиштето: независно проверете ги еластичните граници, подповршинската состојба на напрегање, заостанатиот напон, релацијата тврдост/граница на течење, анизотропијата на материјалот, обложувањата, рапавоста, подмачкувањето/тракцијата, термичките ефекти, неусогласеноста, рабното оптоварување, пластичноста, повтореното оптоварување и применливиот стандард за компонентата или валидираниот нумерички модел.