Перевод названия: Iterative calculation of tribo-contact between a roller and a plate
Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2014
Ключевые слова: итерации, iterations, contact interaction, lubricant layer, контактное взаимодействие, смазочный слой
Аннотация: Разработана методика самосогласованного расчета контакта ролика с упругой пластиной конечных размеров при наличии смазочного слоя с учетом зависимости коэффициента вязкости от давления. Ключевым моментом является определение функций податливости, устанавливающих функциональную связь деформаций поверхностей ролика и пластины с давлеПоказать полностьюнием в смазочном слое. Для расчета функций податливости применяется известный программный комплекс ANSYS, основанный на методе конечных элементов, а также разложение Фурье. Для устранения вычислительных шумов типа мелкомасштабных осцилляций вводятся регуляризирующие множители для коэффициентов Фурье. Найденные функции податливости используются для самосогласованного расчета давления и прогиба поверхностей в зоне контакта по предложенной итерационной схеме. Представлены конкретные результаты расчетов давления и деформаций в области контакта ролика и пластины для различных нагрузок. Показана быстрая сходимость итераций. При этом необходимое число итераций зависит от нагрузки на ролик: возрастание максимального контактного давления приводит к увеличению числа итерационных циклов. This article deals with the problem of the hydrodynamic contact of a roller with finite size elastic plate. The lubricant viscosity coefficient is assumed to be a function of the pressure. Generally, this problem requires joined solution of the 2-D hydrodynamic Reynolds’ equations and 3-D equations of solid mechanics. Our approach allows one to decouple the task of solid mechanics from the hydrodynamic task. At the first step, we solve the task of solid mechanics and find the compliance matrix, which establishes a functional relationship between surface deflections and pressure distributions along the lubricant layer. Determined ones, this matrix can be used for any pressure distributions along the lubrication layer. At the second step, we implement the obtained compliance matrix for solving the hydrodynamic problem. To find the compliance matrices, we apply the well known ANSYS package based on the finite element method, and also the Fourier series expansion. For suppressing the numerical noise-like small scaled oscillations we introduce regularization factors for the Fourier coefficients. The determined compliance matrices are used for self-consistent calculation of the pressure and surface deflections by the proposed iterative scheme. The particular results of calculations of pressure distributions and surface deformations are presented for different loadings. Fast convergence of the iterations is shown. Number of iterations depends on the loading conditions: An enhancement of the maximal contact pressure leads to increase of the number of the required iteration cycles.
Журнал: Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева
Выпуск журнала: № 4
Номера страниц: 48-54
ISSN журнала: 18169724
Место издания: Красноярск
Издатель: Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева