Контактна взаємодія торсіонного вала із шліцевою втулкою при пружно-пластичних деформаціях

Abstract

Торсіонні вали є основним пружним елементом систем підресорювання значної кількості транспортних засобів. Для моделювання їх реакції на дію крутного моменту аналізується напружено-деформований стан із урахуванням контактної взаємодії із шліцевою втулкою. Установлені особливості розподілу контактного тиску між цими тілами. Визначено характер концентрації напружень у шліцевих впадинах головки вала. Розроблені моделі та методи досліджень, які дають можливість розробляти рекомендації стосовно проектних рішень при проєктуванні систем підресорювання транспортних засобів. Визначені чинники, які визначають міцність торсіонного вала за значень діаметрів головки торсіонного вала, що близькі до діаметрів стебла торсіонного вала. У випадку, що розглядається, це, у першу чергу, – міцність головки торсіонного вала. Зокрема, установлено, що при операціях виготовлення виникають значні пластичні деформації та контактні навантаження у головках торсіонних валів. Цей чинник є визначальним при обґрунтуванні проєктних параметрів торсіонних валів.

Torsion shafts are the main elastic element of the suspension systems of a large number of vehicles. To simulate their reactionto the action of torque, the stress-strain state is analyzed taking into account the contact interaction with the spline sleeve. The features of the distribution of contact pressure between these bodies are established. The nature of stress concentration in the splined hollows ofthe shaft head is determined. Models and research methods have been developed that make itpossible to develop recommendations for design decisions in the design of vehicle suspension systems. The factors are determined that ensure the strength of the torsion shaft at the values of its head diameters close to the diametersof the torsion shaft stem. In the case under consideration, this factor is firstly strength ofthe torsion shaft head. In particular, it was found that during manufacturing operations there are significant plastic deformations and contact loads in the heads of torsion shafts. This factor is decisive in substantiating the design parameters of torsion shafts.