补充资料：机械设计:接触应力

接触应力
两个接触物体相互挤压时在接触区及其附近產生的应力。滚动轴承﹑齿轮和凸轮等零件﹐在较高的接触应力的反復作用下﹐会在接触表面的局部区域產生小块或小片金属剥落﹐形成麻点和凹坑﹐使零件运转噪声增大﹐振动加剧﹐温度昇高﹐磨损加快﹐最后导致零件失效。因此设计这类零件时﹐必须考虑接触强度﹐包括接触静强度和接触疲劳强度。
         物体表面的接触状况﹐按初始几何条件可分为点接触和线接触两类。施加载荷后﹐接触点或接触线实际上变成接触面(圆﹑椭圆﹑矩形或梯形)。在计算接触面积时假设﹕弹性体材料各向同性﹔接触区域的应力不超过弹性极限﹔接触面积比接触物体总表面积小得多﹔压力垂直於物体的接触表面。根据上述假设﹐两个弹性物体接触面的普遍形式为一椭圆。最大压应力(即最大接触应力)发生在接触面的中心。在整个接触面上的压力分布呈图 接触压力分布图 中的半椭球形。
         两弹性物体接触时﹐最大接触切应力出现在接触点下方某一深度处与接触面成45°角的平面上。在该平面上的切应力分布﹐随表层向下而增大﹐达到最大值后又随离表层距离增大而减小。当两物体滚动接触时﹐切应力由最大值变到零﹐再由零到最大值﹐形成脉动循环应力﹐使物体產生接触疲劳破坏﹐其裂纹方向与接触表面成45°角。这种理论广泛应用在传统的齿轮接触疲劳强度计算中。在滚动轴承的接触疲劳计算中﹐认为裂纹源是由於在ZY 平面内(见图 接触压力分布图 )一定深度处的切应力对称循环作用引起的。的数值也随离表面的深度而变化。接触疲劳裂纹主要在达到最大值处產生。然后裂纹平行於表面扩展直到局部表层突然断裂。
         在机械设计中﹐可採用提高接触强度的措施来提高零件的使用寿命。例如﹐提高表面光洁度﹐在两滚动体接触表面间加润滑剂﹐用各种热处理工艺提高滚动体接触表面的硬度等(见表面强化)。

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