ความเค้นสัมผัสแบบเฮิรตซ์คืออะไร?

ความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์ คือความเค้นเฉพาะจุดที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุโค้งสองชิ้นถูกกดเข้าหากัน พื้นที่สัมผัสมีขนาดเล็กมาก และแรงดันสูงสุดเกิดขึ้นที่จุดศูนย์กลาง ทฤษฎีนี้ใช้ได้กับหน้าสัมผัสแบบยืดหยุ่นและไม่สอดคล้องกัน เช่น ตลับลูกปืน เฟือง และส่วนต่อประสานระหว่างล้อกับราง.

สูตรคำนวณแรงดันสัมผัสสูงสุดสำหรับทรงกลมคืออะไร?

สำหรับทรงกลมสองลูก: p_max = (1/π)·(6F·E*²/R*²)^(1/3) โดยที่ E* คือโมดูลัสความยืดหยุ่นรวม และ R* คือรัศมีรวม พื้นที่สัมผัสเป็นวงกลมที่มีรัศมี a = (3FR*/(4E*))^(1/3).

ค่าสัมประสิทธิ์ความยืดหยุ่นรวม E* คืออะไร?

ค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นรวม (ประสิทธิผล) จะคำนึงถึงทั้งสองวัตถุ: 1/E* = (1-ν₁²)/E₁ + (1-ν₂²)/E₂ ซึ่งแสดงถึงค่าความยืดหยุ่นรวมของพื้นผิวสัมผัสทั้งสอง.

ทฤษฎีของเฮิรตซ์ใช้ได้เมื่อใด?

ทฤษฎีของเฮิรตซ์ตั้งอยู่บนสมมติฐานดังต่อไปนี้: วัสดุมีพฤติกรรมยืดหยุ่น พื้นที่สัมผัสเล็กกว่าขนาดของวัตถุมาก การสัมผัสแบบไม่มีแรงเสียดทาน พื้นผิวเรียบ และรูปทรงที่ไม่สอดคล้องกัน ทฤษฎีนี้ใช้ไม่ได้กับการเสียรูปพลาสติก พื้นผิวขรุขระ หรือการสัมผัสแบบสอดคล้องกัน.

ความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์มีความสำคัญในกรณีใดบ้าง?

ตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง ฟันเฟือง ระบบลูกเบี้ยว-ตัวตาม การสัมผัสระหว่างล้อกับราง การทดสอบการกด และชิ้นส่วนเครื่องจักรใดๆ ที่มีพื้นผิวโค้งกดทับกัน ความล้าจากการสัมผัส (การเกิดหลุม) มักถูกควบคุมโดยความเค้นแบบเฮิรตซ์.

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

เครื่องคำนวณความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์

คำนวณแรงดันสัมผัสแบบเฮิรตซ์สูงสุด พื้นที่สัมผัส และมุมเข้าใกล้ สำหรับการสัมผัสแบบยืดหยุ่นระหว่างทรงกลมกับทรงกลม และทรงกระบอกกับทรงกระบอก.

การสัมผัสทรงกลมหน้าสัมผัสกระบอกสูบ#171

ประเภทการติดต่อ

รัศมี R₁ (มม.) — ∞ สำหรับแบบแบน

รัศมี R₂ (มม.) — ∞ สำหรับแบนราบ, 0 = แบนราบ

แรง F (น)

อี₁ (GPa)

ν₁ (อัตราส่วนปัวซง)

อี₂ (GPa)

ν₂ (อัตราส่วนปัวซง)

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

Results

แรงดันสัมผัสสูงสุด p₀

รัศมีสัมผัส / ครึ่งความกว้าง a

อี* ผสม

ค่า R* รวม

โมดูลัสความยืดหยุ่นรวม

ทรงกลมซ้อนทรงกลม

ทรงกระบอกซ้อนทรงกระบอก (ขนานกัน)

⚠️ หมายเหตุ: ป้อนค่า R₂ = 0 สำหรับพื้นผิวเรียบ (R₂ → ∞) ทฤษฎีของเฮิรตซ์สมมติว่าเป็นการสัมผัสแบบยืดหยุ่น พื้นที่สัมผัสเล็กเมื่อเทียบกับขนาดของวัตถุ และพื้นผิวไม่มีแรงเสียดทาน.

เครื่องคำนวณความเค้นสัมผัสของเฮิรตซ์ | ทรงกลมและทรงกระบอก | เครื่องมือออนไลน์ฟรี

เผยแพร่โดย นิโคไล เชลโคเวนโก บน 15 ก.พ. 2569 15 ก.พ. 2569

Results

โมดูลัสความยืดหยุ่นรวม

ทรงกลมซ้อนทรงกลม

ทรงกระบอกซ้อนทรงกระบอก (ขนานกัน)