考虑摩擦和微凸体相互作用的结合面接触刚度和阻尼模型

基于三维分形理论，建立了同时考虑摩擦和微凸体相互作用影响的结合面法向接触刚度和接触阻尼分形模型。通过对所建模型仿真，分析了摩擦因数、分形维数、分形粗糙度参数和接触载荷对接触刚度和接触阻尼的影响。研究结果表明，该模型的接触刚度和接触阻尼随着法向载荷和分形维数的增大而增大，且会随着分形粗糙度参数的增大而变小；接触刚度随着摩擦因数的增大而减小，而接触阻尼则随着摩擦因数的增大而先增大后减小。另外将仅考虑微凸体相互作用和既无摩擦又无微凸体相互作用的情况进行了对比分析，进而得到当分形维数D=2.4时，微凸体相互作用会稍微增大接触刚度；当D≥2.5时，微凸体相互作用会减小接触刚度，且减小的程度越来越大；当2.4≤D≤2.9时，微凸体相互作用会减小接触阻尼。此外，将所建模型的仿真计算结果与实验数据进行对比分析，验证了所建模型的正确性。