พบกับ Vibromera.com — เว็บไซต์นานาชาติใหม่ของเรา เยี่ยมชม Vibromera.com →

การสัมผัสแบบยืดหยุ่นเรียบคลาสสิกที่ไม่สอดคล้องกัน (non-conforming)

เครื่องคำนวณการสัมผัสแบบวงกลมและเส้นขนานของเฮิร์ตซ์ (Hertz) พร้อมเอกสารประกอบ

คำนวณโมดูลัสประสิทธิผล (effective modulus), ความโค้งสัมพัทธ์ที่มีเครื่องหมาย, ขนาดการสัมผัส และความดันสูงสุด สำหรับการสัมผัสแบบทรงกลมวงกลม หรือบริเวณกลางของการสัมผัสแบบเส้นขนานทรงกระบอก

เครื่องหมายเว้า (concave) ที่ชัดเจนจุดหรือเส้นขนานไม่ใช่การตรวจสอบความเค้นที่ยอมให้ (allowable-stress check)

เงื่อนไขการนำไปใช้: แรงปกติเท่านั้น; ผิวเรียบ, ไร้แรงเสียดทาน, กึ่งพื้นที่ยืดหยุ่นเชิงเส้นไอโซทรอปิกเนื้อเดียวกัน; การสัมผัสที่ไม่สอดคล้องกันขนาดเล็ก; ความสมมาตรแบบวงกลมสำหรับแบบจำลองจุด หรือ แกนขนานตรงและผลกระทบที่ปลายน้อยมากสำหรับแบบจำลองเส้น. ไม่ใช้สำหรับทรงกระบอกไขว้, ทรงกลม/ทรงกระบอก, รางวงรีทั่วไปหรือฟันเฟือง, การเคลือบจำกัด, การสัมผัสขรุขระ/กาว, ความพลาสติกหรือค่าความล้าที่ยอมให้.

ผลลัพธ์เฮิร์ตซ์ (Hertz) ที่บันทึกไว้

โมดูลัสประสิทธิผล E*
ความโค้งสัมพัทธ์ κ
รัศมีประสิทธิผล R*
รัศมีการสัมผัส / กว้างครึ่งหนึ่ง
ความดันปกติสูงสุด p0
พื้นที่การสัมผัส (footprint)
การเข้าใกล้ / โหลดเส้น

การยอมตัวร่วม (compliance) และความโค้งที่มีเครื่องหมาย

1/E* = (1−ν1²)/E1 + (1−ν2²)/E2
κ = 1/R1 + s/R2 ; R* = 1/κ
s=+1 เว้า (convex) ภายนอก, s=0 เรียบ, s=−1 เว้า (concave) ภายใน

สำหรับกรณีภายใน, R2 เป็นขนาดบวกแต่ความโค้งของมันถูกหักลบ; R2 ต้องมากกว่า R1 เพื่อให้ κ ยังคงเป็นบวก. การพิจารณาร่องเว้า (concave groove) ว่าเป็นรัศมีเว้า (convex) บวกอีกอันหนึ่งเป็นเรขาคณิตที่แตกต่าง.

การสัมผัสจุดแบบวงกลม

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

ค่า δ ที่แสดงคือระยะเข้าใกล้เชิงยืดหยุ่นตามแนวตั้งฉากทั้งหมดสำหรับโมเดล Hertz แบบวงกลมนี้ ไม่ใช้สำหรับผลลัพธ์แบบทรงกระบอกขนาน

การสัมผัสแบบเส้นของทรงกระบอกขนาน

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

โมเดลแบบเส้นแทนบริเวณกลางของทรงกระบอกขนานตรง พื้นที่สัมผัสเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าโดยประมาณ ไม่คำนวณความดันที่ปลายและผลกระทบที่ขอบ

เอกสารอ้างอิงหลักที่ตีพิมพ์

สมการเหล่านี้คือความสัมพันธ์ Hertz วิศวกรรมคลาสสิก ไม่ใช่ “สูตร ISO” เอกสาร NIST Engineering Metrology Toolbox documentation ระบุสมมติฐานผิวนุ่ม ยืดหยุ่น สม่ำเสมอ และแรงเสียดทานน้อยมาก และเชื่อมโยงกับบทความทางเทคนิค Puttock–Thwaite ที่ตีพิมพ์ NIST ดำเนินการแยกต่างหาก ทรงกลมภายนอกสองลูก, ทรงกลมในพื้นผิวทรงกลมภายใน, และ ทรงกระบอกขนาน. กรณีทรงกลมเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลาง 25.4 มม. สองลูก น้ำหนัก 4.45 N ที่ตีพิมพ์ให้ค่าการอัด 0.519 µm สมการที่แสดงให้ค่า 0.5193248 µm ก่อนการปัดเศษของ NIST สำหรับลูกบอลเส้นผ่านศูนย์กลาง 25.4 มม. ภายในทรงกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 50.8 มม. ด้วยคุณสมบัติ/แรงกดเดียวกัน NIST ให้ค่า 0.327 µm การลบความโค้งให้ผลลัพธ์นั้น

เหตุผลที่หน้าเดิมถูกเปลี่ยนแปลง

การตั้งค่าเริ่มต้น “ลูกบอลในร่อง” เดิมบวกค่ารัศมีบวกทั้งสองค่า ทั้งที่ร่องภายในต้องลบความโค้ง ยังแสดงระยะเข้าใกล้แต่ไม่คำนวณ รับการประยุกต์ใช้เฟือง/ตลับลูกปืน/ล้อ-รางที่กว้างซึ่งมักต้องการการสัมผัสแบบวงรีทั่วไป มีค่าเริ่มต้นวัสดุ/เรขาคณิตที่ไม่มีแหล่งอ้างอิง และใช้การแยกวิเคราะห์ตัวเลขบางส่วน

ไม่ใช่การตัดสินใจเรื่องความแข็งแรง ความล้าของวัสดุ หรืออายุการใช้งานตลับลูกปืน: ตรวจสอบขอบเขตยืดหยุ่น สถานะความเค้นใต้ผิวดิน ความเค้นตกค้าง ความสัมพันธ์ความแข็ง/จุดคราก ความไม่สมมาตรของวัสดุ การเคลือบ ความหยาบ การหล่อลื่น/แรงดึง ผลกระทบทางความร้อน การเยื้องศูนย์เพลา การโหลดที่ขอบ ความพลาสติก การโหลดซ้ำ และมาตรฐานชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องหรือโมเดลเชิงตัวเลขที่ผ่านการตรวจสอบ

© 2024–2026 Vibromera

การคำนวณ Hertz แบบคลาสสิกที่มีเอกสารประกอบเท่านั้น ตรวจสอบทางวิทยาศาสตร์: กรกฎาคม 2026

Categories:

WhatsApp
Balanset-1A · €1975ถามวิศวกร