动态磨损建模和基于Archard模型的被动兼容连接器中引导的实验验证
Yuanping He1, Bowen Wang1,2, Feifei Zhao1
1High Speed Aerodynamics Institute, China Aerodynamics Research and Development Center, Mianyang 621000, China.
这项研究引入了连接器中引导的动态磨损模型,预测动态负载下的使用寿命. 经过验证的模型准确地预测了磨损,确保了专用设备的可靠运行.
科学领域:
- 机械工程 机械工程
- 部落学 (tribology) 是一个学科.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 预测在动态负载下被动合规连接器中的引导的磨损寿命对于专用设备至关重要.
- 现有的模型可能无法完全捕捉动态负载和磨损演变的复杂性.
研究的目的:
- 开发和验证指导的动态磨损建模和寿命评估方法.
- 建立一个框架来预测高可靠性自动对接系统中组件的使用寿命.
主要方法:
- 使用了完善的阿查德模型,结合了理论分析,有限元模拟 (ABAQUS与ALE自适应网格) 和实验验证.
- 开发了分阶段接触状态识别标准和用于暂时负载计算的几何约束.
- 实现了动态接触应力集成算法,用于对磨损和应力进行代更新.
主要成果:
- 建立了一个双向合框架,用于动态接触力学和磨损演变.
- 确定了206.34N的峰值接触力,并开发了一个指数式磨损模型 (R2 = 0.997).
- 实验验证显示了14.6%的平均绝对百分比误差 (MAPE),预测使用寿命为45,270个周期.
结论:
- 拟议的动态磨损模型准确地预测了在动态负载下引导的使用寿命.
- 这些发现为自动对接系统的耐磨设计和寿命评估提供了必要的理论和工程指导.
- 预测的使用寿命满足长期运行要求,具有显著的安全空间.
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