Klassisk slät elastisk icke-konformerande kontakt
Dokumenterad Hertz-kalkylator för cirkulär och parallell linjekontakt
Beräkna effektiv modul, teckenförsett relativ krökning, kontaktstorlek och maximalt tryck för antingen cirkulär sfärkontakt eller det centrala området för parallell cylinderlinjekontakt.
Dokumenterat Hertz-resultat
Delad eftergivlighet och teckenförsett krökning
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 extern konvex, s=0 platt, s=−1 intern konkav
För det interna fallet är R2 ett positivt belopp men dess krökning subtraheras; R2 måste överstiga R1 så att κ förblir positivt. Att behandla en konkav rill som en annan positiv konvex radie är en annan geometri.
Cirkulär punktkontakt
p0 = 3F/(2πa²)
Ac = πa²
δ = a²/R*
Det visade δ är den totala normala elastiska närmanden för denna cirkulära Hertz-modell. Den används inte för resultatet för parallella cylindrar.
Linjekontakt för parallella cylindrar
b = [4wR*/(πE*)]^(1/2)
p0 = 2w/(πb)
projicerad kontaktfläck = 2bL
Linjemodeln representerar det centrala området för raka parallella cylindrar. Kontaktfläcken är en nominell rektangel; ändtryck och kantereffekter beräknas inte.
Primära publicerade referenser
Ekvationerna är klassiska tekniska Hertz-relationer, inte ”ISO-formler”. NIST Engineering Metrology Toolbox-dokumentationen beskriver antagandena om släta, elastiska, homogena och försumbara friktionsegenskaper och länkar till den publicerade tekniska artikeln av Puttock–Thwaite. NIST implementerar separat två externa sfärer, a sfär i en intern sfärisk yta, och parallella cylindrar. Dess publicerade fall med 4,45 N, två stålsfärer med 25,4 mm diameter, ger 0,519 µm kompression; de visade ekvationerna reproducerar 0,5193248 µm före NIST-avrundning. För en kuldiameter på 25,4 mm inuti en sfärisk diameter på 50,8 mm med samma egenskaper/belastning, ger NIST 0,327 µm; att subtrahera krökningen reproducerar det resultatet.
Varför den tidigare sidan ändrades
Den tidigare ”kula i rill”-förinställningen lade till båda positiva radier, även om en intern rill kräver att krökningen subtraheras. Den annonserade också närmande men beräknade den inte, accepterade breda applikationer för kuggar/lager/hjul-spår som ofta kräver allmän elliptisk kontakt, innehöll okällade material/geometriförinställningar och använde partiell talparsning.
Inte ett beslut om hållfasthet, utmattning eller lagerlivslängd: verifiera oberoende elastiska gränser, spänningstillstånd under ytan, restspänning, hårdhets-/flytgränserelation, materialanisotropi, beläggningar, ytjämnhet, smörjning/traktion, termiska effekter, uppriktningsfel, kantbelastning, plasticitet, upprepad belastning och den tillämpliga komponentstandarden eller validerade numeriska modellen.
