滾動接觸疲勞
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-07
滾動接觸疲勞的視頻教程
ABAQUS輪軌真正滾動接觸分析
課程章節如下 1）如何得到準確的車輪LMA踏面和鋼軌R60型面，并加以組裝 2）設置輪軌滾動接觸模型，本節能教會大家建立輪軌關鍵技術，使得其能真正滾動而不是滑動。 3）Abaqus中對鋼軌和車輪如何施加不平順，網格的尺寸的大小的探索和對計算機的計算要求。 4）將Simpack Um軟件得到的輪軌力和接觸斑 接觸應力等響應與 abaqus計算對比。
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ABAQUS車輪滾動接觸附加軌道不平順動力學模型
通過MATLAB進行改進后的鋼軌如圖所示 2.通過單輪單鋼軌進行模擬車輪在鋼軌上滾動，效果如圖 3.輪軌滾動細節圖 有需要的小伙伴可購買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器 community→abaqusAz 附件內容為：CAE模型及不平順編輯器
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輪軌滾動接觸應力仿真分析全流程 ABAQUS、ANSYS、Hypermesh、SolidWorks聯合仿真
附件附上了課程PPT、車輪3D模型、60kg/m鋼軌3D模型、輪軌應力應變曲線數據、ABAQUS輪軌滾動接觸應力仿真分析的CAE文件、inp文件，后面補充了輪對+鋼軌接觸的分析操作、ANSYS計算文件等等。 需要道岔尖軌+基本軌接觸、曲線橫移量等模型（視頻中沒有）的同學，請添加我聯系方式V：BJGX188
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滾動接觸疲勞的實例教程
軸承、齒輪、軌道和凸輪的損壞是由一種叫做接觸疲勞的損傷機制引起的。當接觸的兩個零件承受瞬態接觸壓力時，在裝配中就會發生這種情況。當傳遞的載荷過高時，經過無數次的載荷循環，表面材料的一塊會剝落并留下一個小凹坑。這種現象被稱為剝落或點蝕。利用 COMSOL Multiphysics? 軟件，我們可以建立接觸疲勞模型并預測這些組件的失效。
接觸疲勞的損傷機制
當兩個零件之間不斷變化的接觸壓力在表面和次表面層上引入一個隨時間變化的應力狀態時，就會發生接觸疲勞。當應力過高時，就會在組件的表面和次表面形成微裂縫。表面下的微裂縫經常是始于某種缺陷，如材料的雜質。這種微裂紋隨著加載會平行于表面增長。在一定程度上，它會向表面彎曲，去除一塊材料而留下一個淺孔。
一個滾動體沿彎曲滾道運動時的應力軌跡。頂面的紅色顯示了高水平的接觸壓力，藍色顯示了無應力區域。次表面分別以紅色和藍色顯示高和低的等效應力。
接觸疲勞的三種主要類型是：
長期接觸疲勞
滾動接觸疲勞
微動接觸疲勞
在長期接觸疲勞中，接觸的兩個物體在表面的法線方向上經歷了相對運動。這種運動可以非常小，小到人眼看不到，也可以大到使表面分離。這兩個物體被反復擠壓然后被釋放。在滾動接觸疲勞中，接觸疲勞是由物體在表面上的滾動引起的。
文中我們不會討論建立微動疲勞模型的具體細節，但這種類型的疲勞發生在接觸的兩個物體沿表面有一個小的相對運動（如振動）時。在宏觀層面上，這兩個物體似乎是相向運動的，但在微觀層面上，這兩個表面會出現相對運動，從而導致疲勞失效。
展開 <p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態滾動接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對直線半輪對情況。利用該模型已經詳細開展了大量的輪軌滾動仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨）；2）道岔瞬態沖擊振動；3）單點-兩點接觸；4）輪軌低黏著；5）熱機耦合，并分析了各種情形下的輪軌滾動接觸力學行為、磨耗和疲勞損傷問題。然而，該成熟的模型大多都是基于ANSYS軟件建立，而ABAQUS軟件本身在模擬強非線性接觸、材料塑性本構、CAE界面操作等方面具有顯著的優勢，但是當下基于ABAQUS軟件建立的輪軌瞬態滾動接觸模型仍存在很多問題，比如：<strong>輪軌力不穩定、車輪網格沙漏引起畸變、牽引/制動模擬困難、一系耦合約束和扣件模擬不當等</strong>，使得該模型推廣受阻。本文旨在從作者經驗角度，分享輪軌滾動接觸有限元建模時可能面臨的問題，如有不當，還歡迎批評指正。</p><p><span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>輪軌瞬態滾動接觸有限元模型中，由于車輪具有較高的滾動速度，使得車輪瞬態滾動時對系統激擾較大，輪軌接觸力穩定困難。因此，采用<strong>隱式-顯式方法模擬瞬態滾動接觸行為</strong>，其中隱式模型可得到車輪在重力場下的輪軌靜態位移和應力場結果，然后將其導入至顯式模型中，再在顯式模型中模擬車輪滾動。以下分別介紹這兩個模型及其之間的關聯。
展開 滾動軸承疲勞故障診斷系統
而且我相信很多熟悉軸承的工程師每天都會聽到很多跟軸承壽命相關的名詞，例如，軸承壽命，軸承的額定壽命，軸承的疲勞壽命，還有高級疲勞壽命，使用壽命，這些名詞的背后都代表了什么意思，這些壽命之間有什么關系，為什么壽命被表示成L10，那些公式里林林總總的系數都是什么意思？
軸承的壽命，說起來是個很簡單的概念，但是涉及到應用，牽扯的東西方方面面。所以，這個話題的內容比較多，我們會準備一系列文章一一跟大家討論。
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什么是軸承的壽命
20世紀40年代，人們已經認識到，運轉中的滾動軸承，如果潤滑良好，運行環境干凈無雜質，沒有潮氣和腐蝕，并且載荷適中，那么軸承損壞的原因只有一個，即材料的疲勞。過去我們一直認為，由于存在滾動接觸表面的疲勞概率，任何旋轉軸承（包括滾動，滑動，以及其他設計的軸承）都不可能無限運轉。因為軸承中的應力是循環作用在接觸表面，相比較其他的工程結構來說，這種應力要大得多。同時，在其他的工程結構中，鋼材（或者金屬材料）具有一個代表動態應力水平的耐久極限，如果動態應力不超過這一水平，結構就不會發生疲勞破壞。
滾動接觸疲勞表現為：金屬顆粒從滾道（或者滾動體）表面剝落的過程。
展開 角接觸球軸承是球軸承中一個重要的類型。與深溝球軸承相比，角接觸球軸承具有更大的軸向負荷承載能力，適用于軸向負荷較重的場合。角接觸球軸承也是電機和一些機械設備常用的軸承類型。本文分享一些角接觸球軸承的培訓PPT。
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<p class="ql-align-justify"> <span style="color: rgb(25, 27, 31);"> </span>目前，輪軌瞬態滾動接觸有限元模型日漸成熟，尤其針對直線半輪對情況。利用該模型已經詳細開展了大量的輪軌滾動仿真，比如：1）輪軌不平順（鋼軌波磨、焊接接頭、硌傷、隱傷；車輪多邊形、擦傷、凹磨
目前主要從事輪軌關系問題研究，其中包括輪軌滾動接觸理論、輪軌粘著、輪軌接觸表面波浪形磨損和滾動接觸疲勞、輪軌噪聲、脫軌和輪軌型面設計。
在滾動接觸疲勞的例子中，這兩種應力分量的最大值位于表面以下約 20 μm 處。這大約是幾何物體特征長度的 1%，需要通過深度的精細網格。
在長期接觸疲勞中，載荷的傳遞集中在一個位置，而在滾動接觸疲勞中，接觸區域是流動的。因此，在對滾動接觸疲勞建模時，我們必須沿運動物體的整個路徑使用具有精細網格的材料體。
角接觸球軸承是球軸承中一個重要的類型。與深溝球軸承相比，角接觸球軸承具有更大的軸向負荷承載能力，適用于軸向負荷較重的場合。角接觸球軸承也是電機和一些機械設備常用的軸承類型。本文分享一些角接觸球軸承的培訓PPT。
滾動接觸疲勞表現為：金屬顆粒從滾道（或者滾動體）表面剝落的過程。對于潤滑很好的軸承，以及制作工藝（尺寸精度，尺寸一致性，表面精度等等）較好的軸承，裂紋（剝落）最先開始于表面下（很多老一輩的工程師也稱作次表面），然后向上延伸到表面，最后在接觸面（也叫做承載面）形成點狀，或者較大面積的材料剝落。
1.通過MATLAB進行改進后的鋼軌如圖所示
2.通過單輪單鋼軌進行模擬車輪在鋼軌上滾動，效果如圖
3.輪軌滾動細節圖
有需要的小伙伴可購買，本模型包括ABAQUS/CAE文件+配套的軌道不平順編輯器
如有其他需求請私信技術鄰或vx：abaqusAz
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工程背景
作為汽車的重要部件之一, 輪胎的接地問題對汽車性能有著重要的影響。接地區承擔著各種駕駛行為(加速、拐彎、剎車等)各種路面條件(干、濕、冰等)下輪胎與地面之間的載荷轉換, 因此輪胎的接地問題便成為輪胎研究工作的一個重點。由于充氣輪胎是由簾線、橡膠、鋼絲圈等組成的復雜結構體, 正常工作狀態下受力復雜, 其結構分析涉及到材料非線性、幾何非線性及輪胎與地面的接觸非線性等復雜問題, 使得對輪胎的各種力學性能的精確分析都非常困難
EH36鋼的疲勞性能對接焊縫接觸面沖刷過程的超長壽命的校核，實驗結果表明，108—010年期間仍然可能發生疲勞斷裂，與常規方法使用不兼容的疲勞強度對應于1 107年周期設計中，需要焊接結構能在超長壽命服役制度。掃描電子顯微鏡分析表明,疲勞裂紋主要發起于接焊縫的坡口接觸面的內部缺陷。一種新的“魚眼”缺陷在焊接接頭中被發現。對接焊縫接觸面中的區域缺陷與其疲勞壽命的關系已經被證實。當缺陷尺寸足夠大且數量較多時
二、疲勞分類：
1、機械疲勞：外加應力或應變波動造成的機械疲勞
2、蠕變疲勞：循環載荷同高溫聯合作用引起的
3、熱機械疲勞：循環受載部件的溫度也變動時引入的熱機械疲勞（即熱疲勞與機械疲勞的組合）
4、腐蝕疲勞：存在侵蝕性化學介質或致脆介質的環境中施加反復載荷時產生的
5、滾動接觸疲勞：載荷的反復作用與材料之間的滾動接觸相結合產生的
6、微動疲勞：脈動應力與表面間的來回相對運動和摩擦滑動共同作用產生的
高強螺栓結構應力與疲勞校核分析報告.zip
高強螺栓的疲勞分析校核。應用WB自帶的疲勞分析模塊，對螺栓進行應力分析和疲勞校核。
特點：疲勞分析模塊的應用；螺栓預緊力；對稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業隱私，和單位法規的規定，隱去報告中含有隱私的 部分，望大家見諒和理解，歡迎大家討論，共同進步。
