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Influencia del Patrón de Acoplamiento de Elementos y el Grosor de la Capa Antifricción de un Rodamiento Esférico en el Comportamiento Estructural

Autores: Kamenskikh, Anna A.; Bogdanova, Anastasia P.; Nosov, Yuriy O.; Kuznetsova, Yulia S.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Influencia del Patrón de Acoplamiento de Elementos y el Grosor de la Capa Antifricción de un Rodamiento Esférico en el Comportamiento Estructural


Categoría

Procesos industriales

Subcategoría

Diseño de procesos industriales

Palabras clave

Cojinete esférico
Intercalación antifricción
Modelo de elementos finitos
Estado de esfuerzo-deformación
Modelo viscoelástico
Modificaciones estructurales

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este estudio, se considera el comportamiento del componente de cojinete esférico de la parte del puente L-100 (AlfaTech LLC, Perm, Rusia) dentro del marco de un modelo de elementos finitos. Se examina la influencia del patrón de acoplamiento de la capa intermedia antifricción con la placa de acero inferior en el funcionamiento de la pieza en términos de contacto ideal, adhesión total y contacto por fricción. El grosor de la capa intermedia antifricción varió de 4 a 12 mm. Se determinaron las dependencias de los parámetros de contacto y el estado de tensión-deformación en función del grosor. Se consideró que el material de la capa intermedia antifricción era politetrafluoroetileno (PTFE) estructuralmente modificado sin rellenos AR-200. La refinación gradual del modelo de comportamiento del material antifricción para tener en cuenta las transiciones estructurales y de relajación se llevó a cabo sobre la base de una amplia gama de estudios experimentales. Se construyeron modelos elástico-plásticos y viscoelásticos primarios del comportamiento del material basados en una serie de experimentos de estado deformado homogéneo. El modelo viscoelástico del comportamiento del material se refinó utilizando datos de análisis mecánico dinámico en un amplio rango de temperaturas [-40; +80] grados C. En la primera aproximación, se identificó un modelo de la teoría de deformación de plasticidad con compresibilidad volumétrica elástica lineal. Como segunda aproximación, se construyó un modelo de viscoelasticidad para el cuerpo de Maxwell utilizando series de Prony. Se estableció que el modelo viscoelástico del material permite obtener datos sobre el comportamiento de la pieza con un error de no más del 15%. El análogo numérico de la construcción en una formulación axisimétrica puede utilizarse para el análisis predictivo del comportamiento del cojinete, incluyendo cuando se cambia la configuración geométrica. Se dan recomendaciones para la modelización numérica del comportamiento de los materiales de la capa antifricción y el patrón de acoplamiento de los elementos del cojinete en este trabajo. Se considera por primera vez un cojinete esférico con una capa intermedia antifricción hecha de material de la serie Arflon.

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