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目的 研究不同分形参数下表面粗糙度对微动接触表面温升的影响。方法 通过创建Python脚本,将MATLAB中利用Weierstrass-Mandelbrot函数构造的分形表面轮廓坐标导入ABAQUS中,使用样条曲线拟合轮廓坐标,构建包含粗糙表面的二维柱面-平面接触模型,研究表面粗糙度、法向载荷、切向载荷以及材料属性对接触表面温升的影响规律。结果 微动接触状态下,温升在接触宽度方向上呈先增后减的趋势,且沿深度方向温升幅值逐渐减小。不同粗糙度的表面节点具有相似的温升分布历程,热影响区主要分布于接触区表层附近,并在此表层产生高的温度场。粗糙接触模型会出现局部温升峰值,同时剪切摩擦应力和接触压力分布具有离散性,与文献中已有结论一致。结论 接触表面温升幅值随着粗糙度的增大而增大。当表面粗糙度和法向载荷一定时,随着切向载荷幅值的增大,上试件的相对滑移距离和摩擦热产生率增加,引起温升幅值增大。考虑材料属性时,发现温升幅值大小与材料导热性密切相关,材料导热性能越好,接触表面温升幅值越小。 相似文献
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目的 通过金属-橡胶微观接触面粗糙峰坐标点云重构,建立外部载荷与接触面积、微观接触状态之间的联系.方法 基于粗糙表面的自相关函数和高斯分布函数,获得金属-橡胶粗糙接触面数据点云坐标,利用ANSYS APDL方法,建立金属-橡胶接触模型,对两种表面粗糙度(分别为1.6μm和3.2μm)的4种接触情形进行有限元接触分析,确定模型的可靠性.结果 随着外部载荷的增加,经数据点云重构后的粗糙表面,其接触面积呈非线性增加.载荷较小时,外加载荷每增加0.1 MPa,接触面积增加约6%;大载荷时,外加载荷每增加0.1 MPa,接触面积增加约1.5%.接触状态中,滑移占比为12%左右,近场和粘着呈完全相反的变化趋势.结论 随着外加载荷的增加,界面的真实接触面积呈幂指关系增加.同一载荷下,真实接触面积随表面粗糙度的增加而减小;随着外加载荷的增加,界面间的接触状态由近场接触向粘着接触转变.接触面积和粘着状态是界面间磨损粒子的分布范围和大小的确定因素,对于准确描述载荷传递和随之发生的磨损过程有着重要意义.根据橡胶表面的应力分布和变形情况,解释了粘着接触状态促使橡胶一侧微凸体脱落成为磨损颗粒,证明磨粒磨损是刚柔接触界面的主要磨损形式. 相似文献
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以圆柱面过盈配合形成的密封副的可靠性设计主要依据密封比压,未考虑接触面微观结构对密封泄漏失效的影响。为掌握微观结构与圆柱面密封泄漏之间的规律,依据分形理论,引入密封接触面过盈配合产生的接触压力与真实接触面积的关系,建立圆柱曲面微观接触泄漏模型,最后通过数值模拟方法分析了接触模型特征参数及材料力学参数对泄漏量的影响规律。结果表明:密封接触面粗糙度是影响密封效果的主要参数;接触面粗糙度不大于1.6μm时,可保证接触面密封效果;提高综合弹性模量可扩大过盈量对泄漏量的调控范围;表面硬度对真实接触面积影响显著,当表面硬度不大于300 N/mm2时,改变硬度对泄漏量影响显著;减小圆柱密封接触面初始最大泄漏孔隙面积,可提高密封件使用寿命。 相似文献
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接触模型对搅拌摩擦焊接数值模拟的影响 总被引:4,自引:0,他引:4
在完全热力耦合搅拌摩擦焊接数值模型中采用两种接触模型--经典的Coulomb接触模型和修正的Coulomb接触模型,模拟了搅拌摩擦焊接过程,以分析不同接触模型对搅拌摩擦焊接过程数值模拟的影响.结果表明,对于低转速的搅拌摩擦焊接,两种模型的预测结果区别不大;但是对于高转速,由于界面摩擦剪切应力没有上限,采用经典的Coulomb接触模型无法模拟,需采用修正的Coulomb接触模型.搅拌头转速的增加不会改变搅拌摩擦焊接技术固态连接的本质.当采用高转速时,焊接构件上、下表面的变形趋于均匀.有利于得到均匀的显微结构. 相似文献
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粗糙表面弹塑性加卸载多级接触模型 总被引:1,自引:0,他引:1
真实工程表面在微观尺度上都是粗糙的,它们之间的接触实际上是表面微凸体的接触,粗糙表面间的接触行为对接触部件的真实承载能力、摩擦磨损等性能都有重要影响,研究工程表面间的真实接触行为是摩擦学研究的主要内容之一。采用最小均方误差法得到表面轮廓抛物线拟合曲线,在最大限度近似原始表面轮廓的同时,该方法能够更好地适用于微凸体弹塑性接触加卸载模型。通过单个微凸体上的支承载荷将总体级别模型和微凸体级别模型相联系,建立粗糙表面多级接触加卸载模型。以柱面与平面接触为算例,将接触区域视为与圆柱母线平行的离散线条集合,得到微凸体法向变形量和粗糙表面真实接触面积,该模型可用于分析粗糙表面弹塑性加卸载的真实接触行为。 相似文献
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0IntroductionGenerally,therearethreecontactsurfacesinspotwelding ,theup electrode/sheetinterface ,thesheet/sheetinterface (fayingsurface)andthedown electrode/sheetinterface.Ononehand ,thecontactresistanceatthesheet/sheetfayingsurfaceisthemainfactoroftheorigin… 相似文献
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通过镀锌板圆盘剪分切加工实验,研究镀锌钢板分切断面形貌特征及分切侧向间隙对剪切带、断裂带、塌角、撕裂角、毛刺等特征的影响规律。结果表明,侧向间隙是影响分切断面形貌的关键工艺参数,随着侧向间隙的增大,分切断面的剪切带高度迅速减小,塌角和撕裂角呈线性增大,而毛刺高度则先增大后减小再急剧增大。侧向间隙较小时,分切断面以塑性剪切带为主,表面质量和精度较高;侧向间隙较大时,以粗糙的断裂带为主,表面质量和精度较差;侧向间隙为板材厚度的1.25%~2.50%时,分切断面具有较为理想的表面质量。 相似文献
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应用扫描电镜及能谱仪对镀锌板表面亮点缺陷微观形貌及化学成分进行分析。结果发现共有4类亮点缺陷,并且产生原因各不相同。第 I 类是钢基和铁-锌合金层之间Fe2Al5抑制层完整性、均质性受到破坏,影响带钢局部锌液浸润性;第 II 类是在镀后塔顶辊、光整机工作辊或个别转向辊上粘附有异物,对带钢表面刮蹭;第 III 类是因为带钢表面粘附有渣粒、氧化膜、金属间化合物等物质;第 IV 类是因为未清洁生产而导致环境污染物粘附在带钢表面。针对四类亮点缺陷产生的原因,提出了提高锌液浸润性、定时清理辊面、控制锌渣数量和清洁生产等具体控制措施。 相似文献
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在数值模拟中分别改变板料-凸模界面摩擦系数、板料-凹模界面摩擦系数和同时改变这两个界面摩擦系数,研究减小不同界面摩擦系数变化对齿圈压板精冲剪切面光亮带比的影响规律。结果表明,减小板料-凸模界面摩擦系数获得的光亮带比最大,减小板料-凹模界面摩擦系数次之,同时改变两个界面摩擦系数的情况下光亮带比最小;当板料接触界面摩擦系数较小时,改变板料-凸模界面摩擦系数可以获得最大的光亮带比;当摩擦系数较大时,同时改变板料上下表面摩擦系数可以获得最大的光亮带比。改变板料摩擦系数可以显著扩大剪切区内静水压应力分布的范围,抑制凹模刃口附近裂纹的萌生。 相似文献
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为了研究用于家用轿车车身制造的镀锌钢板电阻点焊工艺,采用多元非线性回归正交组合的方法设计试验.试验将电阻点焊熔核形状参数和焊接接头抗剪强度作为考察指标,将焊接电流、电极压力、通电时间、预热电流四个参数,以及各参数之间的交互作用作为影响指标的考察因素,得到可预测熔核形状和焊接接头力学性能的四元二次回归数学模型,并通过方差分析对模型进行优化.结果表明,优化的回归数学模型可实现焊接接头熔核成形及力学性能较为准确的预测.在模型的基础上研究各参数及各交互作用对焊点质量的影响规律,从而可实现电阻点焊工艺参数的优化设计. 相似文献