摘要：装配连接界面是承载和保障机械装备实现既定功能的载体,其连接界面接触应力分布均匀性是影响机械装备磨损、疲劳、裂纹的关键因素,对机械装备高性能服役具有“锚定”作用。为改善连接界面接触应力分布均匀性,开展了材料刚度优化设计研究。首先,以接触应力方差为目标函数,以弹性模量为设计变量,基于渐进优化原理,构建了一种材料刚度优化设计方法。然后,分别针对有无摩擦工况下两个典型接触问题开展了材料刚度优化设计。结果表明,材料刚度优化可大幅降低接触应力方差,验证了本方法在提升连接界面接触应力分布均匀性上的有效性。进一步研究不同问题、不同摩擦因数取值下摩擦行为对优化结果的影响,发现摩擦行为的影响程度大小与问题边界、约束等情况密切相关。

摘要：目的通过分析不同坡度条件下道岔钢轨在列车下坡制动作用时的力学行为,探讨了坡度对钢轨表面接触应力指标的影响情况,为铁路线路设计人员对线路坡度进行决策时提供参考。方法针对地铁单开道岔尖轨跟端60AT轨,运用有限元方法对其进行数值模拟,建立地铁车轴与60AT轨的精细化模型,分析了制动力作用下不同坡度时钢轨表面各项应力指标,并进行了对比。结果坡度从0%变化至3.0%时,钢轨大部分应力指标变化不大,变化幅度较大的钢轨表面纵向切应力与钢轨表面摩擦力,其变化量分别为8.40%和3.18%,均不超过10%。结论从钢轨受力分析的层面上讲,坡度并不是控制钢轨伤损的决定性因素,为防止列车制动时钢轨表面局部应力过大,建议对该区段钢轨表面进行全长淬火处理,以提高钢轨的屈服强度。

摘要：A method is proposed to contour design for contact stress minimization. It is indicated by computation of large-scale structural instances that the amount of computation will be reduced and the machine time can be saved. This method is a useful and significant quick algorithm.

摘要：针对凸轮挺柱之间接触应力的传统理论计算方法简化过多的问题,在考虑凸轮摩擦学设计要求的基础上,对凸轮挺柱三维接触应力计算模型的建立进行了研究,并应用ANSYS软件对典型凸轮挺柱进行了接触应力计算分析,其结果不仅为凸轮挺柱机构的摩擦学设计提供了依据,也可用于常规设计中接触应力的校核。

摘要：根据静弹性接触理论,建立滚子与滚道同时存在偏斜和歪斜工况下的力学模型,并利用快速傅里叶变换(FFT)求解其弹性变形,用共轭梯度法求解接触应力.通过分析各种工况参数对接触应力分布的影响发现:歪斜角一定时,随着偏斜角的增大,"偏斜效应"和"边缘效应"均变得更加明显;偏斜角一定时,"歪斜效应"随着歪斜角的增大而逐渐明显,且偏斜角能减弱滚子与内滚道接触产生的"边缘效应",滚子则与外滚道接触产生更加严重的"偏斜效应"和"歪斜效应";随着滚子长径比的增加,滚子与滚道接触副产生的"偏斜效应"和"歪斜效应"逐渐明显.最后通过改变滚子凸度提出了一种综合考虑滚子偏、歪斜工况的凸度设计方法,以提高滚子轴承的抗偏、歪斜能力.

摘要：桩土接触面的力学特性分析是解决桩土相互作用问题的前提。影响接触面力学特性的因素很多,就抗滑桩的主要设计参数对接触面上应力的影响开展了有针对性的研究。基于正交试验原理,把正交设计方法与数值模拟有机地结合,在具体边坡算例的基础上深入探讨了抗滑桩的桩间距(S)、桩截面宽(b)、桩截面长/桩截面宽(h/b)、桩长(L)对滑坡体与抗滑桩间最大接触应力的影响。研究表明:桩间距是最大法向应力的主要影响因素,各因素对桩前、桩后最大法向应力影响大小的顺序分别是S、h/b、b、L,S、b、h/b、L;桩长是最大切向应力的主要影响因素,各因素对桩前、桩后最大切向应力影响从大到小的顺序分别依次为L、S、b、h/b,L、b、S、h/b;S、L、b、h/b对接触面最大法向应力的影响都是不显著的;L、S是接触面最大切向应力的显著性影响因素。

摘要：利用三维弹性体非Hertz滚动接触理论及数值程序CONTACT,并借助于弹性力学中的Bossinesq-Cerruti力1位移公式和Gauss数值积分方法,分析JM3型踏面轮对沿曲线轨道滚动接触时轨底坡、轨距和曲线半径等轨道参数对轮轨滚动接触斑最大切应力、等效应力、正压力和磨耗数的影响。数值结果表明,当内外轨底坡为1/20时,轮轨接触斑的应力、磨耗数及正压力分布达到最小值,其中最大切应力与等效应力可分别降低40.15%、39.37%;现行使用1/40轨底坡情况下轮轨接触斑正压力较大,建议对磨耗型车轮踏面进行优化设计。适当增加轨距能达到降低轮轨最大切应力、等效应力和正压力的效果。曲线工况下接触斑正压力值显著增加,曲线半径能改变轮轨接触斑粘滑区的分布且减小曲线半径值会增加接触斑的总滑动量,从而导致轮轨磨耗数的显著增加。

摘要：在分析半环面无级变速器工作原理的基础上,建立了接触压力的计算公式,以赫兹接触理论为指导,给出了接触应力的计算公式。以某公司的样机为实例,讨论了接触应力的变化规律、影响因素。研究表明:在轴向力不变的情况下,接触压力和接触应力与接触点的位置有关,接触位置越靠近锥盘轴线,则接触压力和接触应力越大,接触椭圆的长轴越大,接触椭圆的短轴越小;接触应力随环面半径和环腔半径的增大而减小,随半锥角的增大而减小;接触应力对环腔半径的改变敏感度高,对环面半径和半锥角的改变敏感度低;将锥盘与滚轮设计为线接触,可大幅降低接触应力。其研究成果可为半环面型无级变速器设计提供理论参考。

摘要：为研究路面构造对轮胎接触应力分布均匀性的影响,以子午线轮胎和不同沥青混合料路面为研究对象,采用压力胶片测量系统开展了胎/路界面的接触应力分布研究,提出描述真实界面接触应力分布的数学模型,并分析胎/路接触应力分布的非均匀性及其影响因素.结果表明:经SPSS软件中的P-P图验证,胎/路接触应力分布均符合Weibull模型,可以采用Weibull模量来表征该接触应力分布的不均匀程度;汽车轮胎与沥青路面主要为点接触状态;相比荷载,路面粗糙度对轮胎接触应力分布不均匀程度的影响更显著;超载作用下,胎/路界面外侧花纹块的应力明显增大,接触应力呈凹形分布;路面凸起构造是影响胎/路界面应力集中的主要因素,胎/路界面接触应力峰值与路面构造深度能建立显著的线性回归方程,可为实际工程中的路面磨耗层设计提供理论指导.

摘要：针对一个典型的装配应力问题,运用不同的数值计算方法,对混合求解法进行了数值模拟.模拟结果表明,混合求解法的思路是完全可行的.该方法同样适用于解决接触应力和残余应力问题.但是模拟研究结果同样表明,两者结果之间还有差异.这既有有限元计算方法本身存在的问题,如网格划分不够精细,边界约束条件不是非常合理等;但主要还是取决于实验检测值的选取位置.研究表明,应以装配面或接触面附近的数据为好,这些靠近装配面或接触面的实验数据将会提高混合求解法的检测精度.