西安交通大学学报
西安交通大學學報
서안교통대학학보
JOURNAL OF XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY
2015年
6期
8-15
,共8页
周安安%陈天宁%王小鹏%奚延辉
週安安%陳天寧%王小鵬%奚延輝
주안안%진천저%왕소붕%해연휘
接触理论%数值模拟%分形%微凸体
接觸理論%數值模擬%分形%微凸體
접촉이론%수치모의%분형%미철체
contact theory%numerical simulation%fractal%asperity
为了深入研究分形方法在接触理论中的应用,利用数值模拟实验研究了分形粗糙表面的接触机理,并提出了自仿射接触点的概念.该概念充分利用分形函数自仿射的优点,改善了传统分形接触理论中微凸体不满足分形特性的缺陷,去除了接触理论中微凸体相互作用无法考虑等假设.将自仿射概念应用于分形接触理论中,建立了新的接触模型.模型基于粗糙表面均为各向同性的无润滑表面且可以利用W-M函数模拟的假设,利用接触中接触点最大变形量与接触面积的关系,对分形接触模型进行修正,得到更符合实际情况的分形接触理论.与经典的统计及分形接触模型进行对比,结果表明:G-W模型是一个弹性模型,较少考虑塑性接触,因此G-W模型在整体上会低估粗糙表面的接触压力;M-B模型利用单个余弦函数模拟微凸体,得到的最大接触变形量偏小,且微凸体尺寸分布函数的使用也不准确,M-B模型高估了接触压力;提出的基于自仿射接触点的分形接触模型利用自仿射接触点代替微凸体进行理论推导,能更准确地计算出接触压力;在相同的接触面积下,粗糙表面分形维数越大或分形特征尺度越小,接触压力越小.
為瞭深入研究分形方法在接觸理論中的應用,利用數值模擬實驗研究瞭分形粗糙錶麵的接觸機理,併提齣瞭自倣射接觸點的概唸.該概唸充分利用分形函數自倣射的優點,改善瞭傳統分形接觸理論中微凸體不滿足分形特性的缺陷,去除瞭接觸理論中微凸體相互作用無法攷慮等假設.將自倣射概唸應用于分形接觸理論中,建立瞭新的接觸模型.模型基于粗糙錶麵均為各嚮同性的無潤滑錶麵且可以利用W-M函數模擬的假設,利用接觸中接觸點最大變形量與接觸麵積的關繫,對分形接觸模型進行脩正,得到更符閤實際情況的分形接觸理論.與經典的統計及分形接觸模型進行對比,結果錶明:G-W模型是一箇彈性模型,較少攷慮塑性接觸,因此G-W模型在整體上會低估粗糙錶麵的接觸壓力;M-B模型利用單箇餘絃函數模擬微凸體,得到的最大接觸變形量偏小,且微凸體呎吋分佈函數的使用也不準確,M-B模型高估瞭接觸壓力;提齣的基于自倣射接觸點的分形接觸模型利用自倣射接觸點代替微凸體進行理論推導,能更準確地計算齣接觸壓力;在相同的接觸麵積下,粗糙錶麵分形維數越大或分形特徵呎度越小,接觸壓力越小.
위료심입연구분형방법재접촉이론중적응용,이용수치모의실험연구료분형조조표면적접촉궤리,병제출료자방사접촉점적개념.해개념충분이용분형함수자방사적우점,개선료전통분형접촉이론중미철체불만족분형특성적결함,거제료접촉이론중미철체상호작용무법고필등가설.장자방사개념응용우분형접촉이론중,건립료신적접촉모형.모형기우조조표면균위각향동성적무윤활표면차가이이용W-M함수모의적가설,이용접촉중접촉점최대변형량여접촉면적적관계,대분형접촉모형진행수정,득도경부합실제정황적분형접촉이론.여경전적통계급분형접촉모형진행대비,결과표명:G-W모형시일개탄성모형,교소고필소성접촉,인차G-W모형재정체상회저고조조표면적접촉압력;M-B모형이용단개여현함수모의미철체,득도적최대접촉변형량편소,차미철체척촌분포함수적사용야불준학,M-B모형고고료접촉압력;제출적기우자방사접촉점적분형접촉모형이용자방사접촉점대체미철체진행이론추도,능경준학지계산출접촉압력;재상동적접촉면적하,조조표면분형유수월대혹분형특정척도월소,접촉압력월소.
