首页/文章/ 详情

Marc磨损分析解决方案

1年前浏览4210

01

机械磨损机理

图片

  • 粗糙表面材料的变形及移除

  • 材料的刨除(Plowing或Ploughing)

  • 脱层

  • 粘接撕除

  • 研磨

  • 微动磨损

  • 固体粒子撞击

图片

02

磨损分析应用领域

2.01 存在磨损现象的领域

  • 刹车片

  • 与运动部件接触的密封件

  • 切削

  • 滚压

  • 发动机

  • 轴承

  • 齿轮

  • 线性结构滑移

  • 轮胎

  • 骨关节

2.02 存在的问题分类

  • 适合中等程度的磨损

M<0.4

磨损率<临界值

极度光滑表面-抛光

Debris<100n直径

应用Archard方程

  • 剧烈的磨损

M>0.4

磨损率>临界值

粗糙, 深度撕裂表面

大的粗糙粒子大于0.01mm

2.03 磨损现象

  • 磨损和磨损率随时间或周期的变化

图片

  • 在恒定运行条件下,摩擦系数和粗糙度是时间的函数

图片

03

磨损模型

  • 常用磨损模型

Archard方程
Archard方程的修正
  • 变形更新

  • 几何更新

3.01 经典的Archard磨损模型

图片

W =K*F*Gt/H

W:磨损量

K:磨损系数

F:法向力

Gt:滑移距离

H:硬度

3.02 磨损模型
Duw/Dt = A sn Vs
Duw/Dt = A snmVsBayer指数形式
Duw/Dt = A snmVsexp-B/T带热激活能的Bayer指数形式
Duw/Dt = A sn Vsexp-Q/RT
Duw/Dt = A(T) sn Vs材料参数可以与温度相关
注:

Duw/Dt为法向磨损变化率

sn –法向应力

Vs –滑移速度

R –气体常数

Q –激活能

T –绝对温度

3.03 磨损模型的选择及参数定义菜单
在前处理接触体定义菜单里面可以选择磨损模型,也可以采用用户子程序定义用户的磨损模型。

图片

04

磨损模型材料参数的获取

4.01 磨损模型参数获取
磨损试验是测定材料抵抗磨损能力的一种材料试验。通过这种试验可以比较材料的耐磨性优劣。磨损试验比常规的材料试验要复杂。首先需要考虑零部件的具体工作条件并确定磨损形式,然后选定合适的试验方法,以便使试验结果与实际结果较为吻合。磨损模型分为黏着磨损、磨粒磨损、冲蚀磨损、腐蚀磨损、微动磨损。
测试标准:GB/T 12444,来自ISO标准
4.02 考虑磨损后的网格重划分
Marc有多种适合磨损分析的网格重划分方法:

图片

05

应用案例

5.01 切削–刀具的磨损

图片

  • 热机耦合分析

  • 工件采用了网格重划分功能

  • 采用Archard模型

5.02 切削–等效塑性应变云图动画

图片

5.03 切削–刀具的磨损矢量图

图片

5.04 材料加工中压头的磨损

图片

5.05 工件的塑性应变云图动画

图片

5.06 模具磨损矢量图显示

图片

5.07 梯形轧制轧辊磨损分析

图片

5.08 轧辊的法向应力

图片

5.09 板件的塑性应变云图动画

图片

5.10 轧辊磨损累积

图片

  • 节点在45度角的位置

  • 第5节点在对称轴上

  • 每个增量步转动2o

5.11 橡胶密封件磨损

  • 密封性能分析 

图片

  • 摩擦与磨损模型

图片

5.12 轴承法兰结构微振磨损算例模型

模型组成

图片

模型结构如上图所示,由轴轮和制动盘两部分构成。

利用对称性,简化成1/4进行分析。

5.13 轴承法兰微振磨损计算结果

图片

可以看出:

  • 在圆孔周围的磨损较小

  • 最大磨损量在螺孔的周围,而外围被内侧要大,是由于外围相对的位移量大造成的。

  • 在对称面附近磨损量相对较小。

5.14 全髋关节置换部件的磨损分析

图片

ADM种植体修复体分析与对比

  • 实验组的微分离损失了2.9mm3/million循环

  • 有限元分析预测的体积损失为3.3mm3/million循环 

5.15 复合材料磨损分析

图片

Al/Al2SiO5/C冷激复合材料磨损行为的有限元模拟

(FiniteElement Wear Behavior Modeling of Al/Al2SiO5/C Chilled Hybrid Metal MatrixComposites (CHMMCs) )

5.16 刹车装置的磨损分析

图片

  • 热机耦合分析

  • 接触摩擦生热分配不等

5.17 航天设备耐磨弹片磨损模拟

图片

航天设备耐磨弹片磨损模拟

  • 两个圆柱型元件之间设计了一个弹片,考察一下该弹片的实际磨损情况。

  • 因为是轴对称模型,分析中截取1/50几何模型,计算圆环形元件下移过程中弹片的磨损情况。

5.18 减速器防水结构进行了初步磨损分析

图片

  • 轴采用钢材材料模型,密封圈采用2项Mooney-Rivlin模型。

  • 采用Archard模型,选择更新几何选项。

通用冶金叶轮机械传动钣金MSC ApexMarc
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2022-04-06
最近编辑:1年前
优飞迪科技
赋能新仿真,创优新设计
获赞 298粉丝 240文章 330课程 4
点赞
收藏

作者推荐

未登录
还没有评论

课程
培训
服务
行家

VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈