Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Кулачковый механизм ГРМ с роликовым толкателем (2 тела)
Нелинейный контакт Герца двух выпуклых цилиндрических поверхностей: эксцентрикового кулачка (R = 28 мм) и роликового толкателя (R = 18 мм) из стали ШХ15 под нагрузкой 13,75 кН.
В газораспределительных механизмах (ГРМ) и топливных насосах высокого давления контакт двух выпуклых цилиндров — гребня кулачка (R1 = 28 мм) и роликового толкателя (R2 = 18 мм) — создаёт экстремальные контактные давления Герца около 1,9 ГПа. Двухтельная модель с раздельными сетками (bonding = 0, mesh components = 2) разрешает узкий пик контактного давления на линии касания и ядро подповерхностных напряжений по Мизесу в закалённой стали ШХ15.
1. Геометрия и конечные элементы
- •2 раздельных B-Rep тела (mesh components = 2): эксцентриковый кулачок (R = 28 мм со смещением центра y = +4 мм, посадочное отверстие вала R = 10 мм в начале координат, ширина 12 мм) и роликовый толкатель (контактная дуга R = 18 мм с центром y = +50 мм, ширина 12 мм).
- •Материал обоих тел: закалённая подшипниковая сталь ШХ15 / 100Cr6 / AISI 52100 (E = 210 ГПа, ν = 0,29, ρ = 7850 кг/м³).
- •Независимая тетраэдральная сетка: 11 450 элементов, 3 114 узлов и 9 342 степени свободы.
- •Односторонний контакт Mortar на линии касания выпуклых цилиндрических поверхностей при y = 32 мм.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Жёсткая посадка кулачка по внутреннему отверстию приводного вала R = 10 мм (Ux = Uy = Uz = 0).
- •Вертикальные направляющие лыски толкателя (x = ±12,73 мм) удерживают толкатель от бокового смещения (Ux = 0) при осевом ограничении торцов (Uz = 0).
- •Давление пружины и штанги толкателя 45,0 МПа (суммарная вертикальная сила 13,75 кН вдоль −Y) на верхней нажимной площадке y = +62 мм.
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Пиковое контактное давление Герца p_contact = 1 901,7 МПа на линии касания гребня кулачка (R = 28 мм) и ролика (R = 18 мм).
- ✓Пиковое эквивалентное напряжение по Мизесу σ_vm = 922,1 МПа в подповерхностном ядре сжатия.
- ✓Максимальное вертикальное упругое сближение толкателя |u| = 0,0413 мм под нагрузкой 13,75 кН.
Инженеры двигателестроения используют WebCAE для расчёта контактной прочности кулачковых пар и прогнозирования питтинга на твердотельных CAD-моделях.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Дисковый тормозной механизм: прижим двух колодок к ротору (3 тела)
Блок цилиндров рядного 4-цил. ДВС
Поворотный кулак подвески McPherson
