【摘 要】
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机械系统的表面接触特性会对零部件的性能产生直接影响,对于车用轴承粗糙表面接触一般发生在摩擦面的较高微凸体上,接触点产生比较高的接触压力及残余应力,容易引起轴承滚道
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机械系统的表面接触特性会对零部件的性能产生直接影响,对于车用轴承粗糙表面接触一般发生在摩擦面的较高微凸体上,接触点产生比较高的接触压力及残余应力,容易引起轴承滚道表面形貌变化和弹塑性变形。因此深入的研究分析粗糙表面轮廓的接触性能,对于接触领域粗糙凸峰的形貌演化和力学特性,以及粗糙表面接触模型的建立等都有重要作用。 本文使用有限元软件分析了简单的接触算例,得到了接触应力最大值,将有限元分析与赫兹接触理论结果进行对比。求得两种结果基本符合,验证了有限元方法求解表面接触问题的可行性。 本文首先基于Weierstrass-Mandelbrot函数等多种数值模拟方法,生成了二维分形粗糙表面轮廓。 其次通过创建ABAQUS/CAE图形用户界面,完成分形粗糙表面接触模型的快速建立,并且实现了快速提取指定节点的分析结果。通过用户界面建立了三种不同数值模拟轮廓弹性接触模型,分析弹性接触下粗糙表面轮廓的接触特性。 再次基于W-M分形粗糙表面弹塑性接触模型,研究不同的外载荷、分形维数以及材料参数等对接触特性的影响。主要探讨了不同参数下接触距离、实际接触区域与载荷的关系;最大Mises应力的分布;粗糙表面轮廓的形貌演化;部分微凸体的压强变化等对粗糙表面轮廓的接触性能的影响。 最后,对本文进行了总结,并对今后课题的研究方向进行了展望。
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