Контакт сложнопрофильных тел: связанная задача анализа напряженно-деформированного состояния и геометрического синтеза

Abstract

Многие машиностроительные конструкции содержат элементы, основное функциональное предназначение которых – передача значительных эксплуатационных усилий и движений между отдельными телами. Это опоры вращения и скольжения, подшипники, зубчатые колеса, направляющие колонки штампов, кулачки, коленчатые валы, гидрообъемные передачи, механизмы перекатывания и наклона, катки, приводные колеса цепных приводов и гусеничных движетелей. При проектировании таких конструкций, соответственно, возникают две последовательные задачи, связанные логикой и последовательностью проектно-исследовательских работ: геометрический синтез поверхностей этих деталей и анализ напряженно-деформированного состояния образуемых сложнопрофильных тел с учетом контактного взаимодействия. В статье описаны постановка и подходы к решению задач анализа контактного взаимодействия сложнопрофильных тел. Дискретизация осуществляется методом граничных элементов. На основе единой системы разрешающих уравнений поставлена обратная задача синтеза геометрической формы поверхностей контактирующих тел, обеспечивающих распределений контактных давлений.

Many engineering structures contain elements which the main functional purpose is to transfer significant operational efforts and movements between separate bodies. It is rotation and sliding bearings, gears, gear wheels, columns of stamps, cams, crankshafts, hydrostatic transmission, roll and tilt mechanisms, rollers, drive wheels of chain drives tracks. When designing such structures, respectively, there are two consecutive tasks associated by logic and sequence of design research: geometrical synthesis of the surfaces of these details and analysis of the stress-strain state complex bodies with contact interaction. The statement and approaches to solving problems of complex bodies contact interaction analysis were described. The discretization is performed by the boundary element method. On the basis of a unified system of resolving equations the inverse problem of synthesis of the geometric shapes of the contacting bodies was formulated