论文部分内容阅读
过盈连接是利用零件间的过盈配合来实现连接,这种连接结构简单,且具有定心精度好等诸多优点,在工程中应用较广。但由于在配合面边缘处存在较大应力集中,易引起零件的损坏,使得过盈连接结构的使用存在一定安全隐患。为更好地研究过盈连接结构的力学特性,寻求更合理、可靠的设计方法,本文以ANSYS为工具对圆柱面过盈配合连接结构的应力和应力集中行为进行了详细研究,提出了减小应力集中的设计方法。论文具体内容如下:针对现有的接触应力计算公式中没有考虑摩擦系数影响的问题,通过有限元数值实验详细研究了摩擦系数对圆柱面过盈配合连接结构接触应力的影响并提出了相应的修正公式。对过盈配合应力集中行为进行了详细研究,发现接触面边缘可能存在应力奇异性现象。据此提出了一种基于点应力准则思想的评价应力集中程度的方法。算例表明该方法能够合理计算过盈配合连接结构的应力集中程度。利用所提出的应力集中计算方法对圆柱面过盈配合连接结构的应力集中行为进行了研究,分析了基本设计尺寸(过盈量、结合直径、结合宽度、包容件与被包容件直径等)和轮毂上倒角结构对应力集中的影响。然后,通过数值实验从结构刚度分布的角度对影响应力集中程度的因素进行了分析并给出了合理解释,为减小应力集中的结构设计提供了有效思路。针对已有的一些降低应力集中的结构设计进行了研究,详细分析了相应的设计参数的影响并给出了合理的建议。最后,从调整结构刚度分布的角度提出了新的降低应力集中的结构设计方法,算例表明所提出的设计方法能够有效减小甚至消除过盈配合连接结构的应力集中。