论文过盈联接有限元分析的接触算法选择是关于对写作有限元分析论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文有限元分析论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
摘 要： 接触算法对有限元分析结果及其计算时间有很大影响,因此,对于采用有限元方法预测压装曲线而言,选择一个合适的接触算法是至关重要的.本文首先建立了过盈联接的三维有限元模型,然后分别用罚刚度法、增强拉格朗日法及普通拉格朗日法对过盈联接进行有限元分析,最后通过控制法向刚度系数（FKN）、切向刚度系数（FKT）、渗透量（FTOLN）,分别评价上述三种方法的计算精度和收敛性.分析结果表明在相关参數控制做到当的情况下,三种方法都可以做到到精确的结果,但是它们的计算时间有很大区别,其中计算时间最短的是增强拉格朗日算法.
Abstract： Contact algorithm has significant influence on the analytic results and calculation time of Finite Element （FE） analysis. It is important to choose an appropriate contact algorithm to predict the press-fit curve with FE method. In this work, a three-dimensional （3D） FE model of a press-fit assembly was set up firstly. Then, it was analyzed by using three different contact algorithms, namely Pure Penalty, Augmented Lagrangian and Normal Lagrange. Finally, the accuracy and the convergence of their calculation results were evaluated with the governing contact algorithms options, including Normal stiffness factor （FKN）, Tangent stiffness factor （FKT）, Penetration tolerance （FTOLN）. The results indicated that accurate results could be obtained through setting the governing parameters properly in all of three contact algorithms, but their calculation efficiencies were quite different. Obviously, the calculation time of Augmented Lagrangian was the shortest.
关键词： 压装曲线；接触算法；有限元分析；过盈联接
Key words： press-fit curve；contact algorithm；finite element analysis；press-fit assembly
中图分类号：TH131.7 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）04-0156-04
0 引言
过盈联接结构简单、定心性好、联接强度高,因此在工业生产中做到到广泛应用.为了保证过盈联接在使用过程中的质量稳定性需要明确其主要失效形式,过盈联接的失效形式主要有两种,一是过盈量过小,导致压装力过小、联接强度不够,使用过程中在往复载荷作用下接触面相互分离；二是过盈量过大或润滑不当,导致压装过程中轴类零件出现裂纹等不易察觉的损坏,随着使用时间的延长,裂纹逐步扩展,直至最终断裂.
为防止上述两种形式的破坏,需了解影响过盈联接压装过程的影响因素,并在此基础上预测压装曲线,从而判断压装质量是否合格.过盈联接压装质量的影响因素包括过盈量、接触压力、材料特性、表面粗糙度、摩擦系数及轴孔的相关参数（倒角、过盈配合直径、过盈配合长度）.
上述影响因素综合作用于过盈联接的压装过程,采用基于弹塑性力学厚壁圆筒理论的传统计算方法很难确定不同因素的影响程度.为了克服上述困难,对过盈联接压装过程进行深入研究,国内外很多专家学者采用有限元方法分析过盈联接压装过程,在对压装质量影响因素及其影响规律方面,取做到了一定的成果.
近几年,很多专家学者分别采用传统计算方法和有限元分析法对过盈联接进行研究.D.Croccolo and N. Vincenzi[1]基于厚壁圆筒理论对过盈联接传统计算方法进行修正和扩展,使其能够计算多层不同材料的过盈联接.K. Subramanian and E. P. Morse[2]对非对称过盈联接进行了理论和仿真研究,研究结果定性的证明仿真结果的正确性.V. Kovan[3]、F. Ozturk[4]分别对同种材料和不同材料的过盈联接压装过程进行了研究,从而证明了传统计算法对于单一材料的过盈联接而言,计算结果与实际情况偏差不大,而对于不同材料的过盈联接,其计算结果与实际情况存在较大偏差.D. Benuzzi and G. Donzella[5]对火车轮对压装曲线的预测进行了研究,该研究结果表明材料特性、环境因素、有限元模型的细节处理对盈联接压装质量都有一定的影响.
除理论研究和有限元分析之外,还很多专家学者对过盈联接进行实验研究,根据实验结果判断有限元分析结果的正确性.T. N. Chakherlou和B. Abazadeh[6]对2024-T3铝制带孔薄板的过盈联接进行了有限元分析与实验验证.实验结果表明过盈联接压装力与过盈联接长度成正比.T. N. Chakherlou等[7]对承受剪应力的过盈联接的疲劳寿命进行实验研究和仿真分析,O. Eyercioglu等[8]、M. A. Kutuk等[9]、C. E. Truman和J. D. Booker[10]对精密齿轮模具的过盈联接进行了研究.他们的研究结果表明过盈量、过盈配合直径、形状误差、表面粗糙度四个影响因素中,对过盈联接影响最大的是过盈配合直径,其次是过盈量,再次是形状误差,影响最小的是摩擦系数.
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参考文献：
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