粗糙表面微凸体模型构建与接触特性分析 |
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引用本文: | 李玲,何本帅,王晶晶,张锦华,蔡安江.粗糙表面微凸体模型构建与接触特性分析[J].振动与冲击,2023(2):43-50. |
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作者姓名: | 李玲 何本帅 王晶晶 张锦华 蔡安江 |
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作者单位: | 西安建筑科技大学机电工程学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(51975449);;陕西省重点研发计划项目(2021GY-309); |
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摘 要: | 基于粗糙表面形貌测量试验,提出一种采用二次函数回转体等效微凸体的办法,建立微凸体接触半径与接触变形的解析关系,弥补了半球体模型单一曲率半径的缺陷;然后根据几何模型,重新推导出单个微凸体在弹性、弹塑性和完全塑性三种变形阶段的接触表达式,并应用接触力学理论和概率统计方法,建立粗糙表面的微观接触模型;最后将所建模型与CEB模型、ZMC模型以及KE模型的仿真结果进行了对比,验证了所建模型的有效性,并揭示了塑性指数、微凸体尺寸参数对接触特性的影响规律。研究表明:相比于半球体模型,二次函数模型对微凸体轮廓的拟合效果更好,能够在载荷较大的情况下,更加精确地进行结合面接触特性分析;塑性指数是影响接触刚度的主要因素,塑性指数越大,其接触面积越小,抵抗变形的能力越弱;微凸体尺寸参数对接触刚度的影响较小,微凸体直径与高度的比值越大,接触面积和接触刚度越大。
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关 键 词: | 粗糙表面 表面形貌 接触模型 微凸体参数 接触刚度 |
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