粗糙-光滑表面接触论文：粗糙-光滑表面接触分形有限元分析接触状态刀-屑摩擦

粗糙-光滑表面接触论文：基于分形表征的粗糙-光滑表面接触状态有限元分析及应用
【中文摘要】实际工程中的接触表面没有绝对光滑的【中文摘要】实际工程中的接触表面没有绝对光滑的,,当物体相互接触时互接触时,,表面间的实际接触是微凸体间的接触。

粗糙表面间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等有着重要的影响,,是摩擦学研究的主要课题之一。

首先研究的主要课题之一。

首先,,探讨了粗糙表面的统计学和分形表征方法。

鉴于分形方法的优越性法。

鉴于分形方法的优越性,,采用分形方法表征粗糙表面轮廓曲线采用分形方法表征粗糙表面轮廓曲线,,并把光滑表面设为非刚体并把光滑表面设为非刚体,,建立粗糙建立粗糙--非刚性光滑表面接触有限元模型。

针对传统单一软件建模效率不高的问题针对传统单一软件建模效率不高的问题,,先在MATLAB 中建立粗糙表面曲线并提取关键点表面曲线并提取关键点,,利用EXCEL 处理关键点数据处理关键点数据,,然后在AutoCAD 中建立面域中建立面域,,最后将面域导入到ANSYS 中,进一步完成有限元建模。

然后,在建立粗糙在建立粗糙--非刚性光滑表面接触模型的同时非刚性光滑表面接触模型的同时,,建立粗糙建立粗糙--刚性光滑表面接触模型滑表面接触模型,,对比计算同分维同粗糙度系数、同分维不同粗糙度系数表征粗糙表面等情况下的真实接触面积、接触压应力、摩擦应力摩擦应力,,分析它们随载荷变化的规律以及变化原因。

最后最后,,将粗糙将粗糙--非刚性光滑表面接触模型应用于刀表面接触模型应用于刀--屑摩擦研究屑摩擦研究,,同时考虑摩擦热的影响同时考虑摩擦热的影响,,分析前刀面的摩擦状态刀面的摩擦状态,,进而得出温度时间历程、接触压应力时间历程和等效应力时间历程及其变化的主要原因。

最终完成对刀效应力时间历程及其变化的主要原因。

最终完成对刀--屑模型摩擦状态的分析。

态的分析。

【英文摘要】【英文摘要】In actual engineering, absolutely smooth In actual engineering, absolutely smooth
contact surface is not exist, when two objects touch each other,
the actual contact surface is micro convex body contact.
Contact behavior of rough surface has important influence on friction, wear, lubrication, sealing and heat conduction, is one of the main topics of the tribological research.Firstly, discuss the rough surface statistics and fractal
characterization method. In view of the superiority of the fractal method, use fractal method characterize the ro...
【关键词】粗糙粗糙--光滑表面接触光滑表面接触 分形分形 有限元分析有限元分析 接触状态接触状态 刀-屑摩擦屑摩擦
【英文关键词】【英文关键词】Rough-smooth Rough-smooth
surface contact Fractal Finite element analysis Contact state Tool-chip friction
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【目录】基于分形表征的粗糙【目录】基于分形表征的粗糙--光滑表面接触状态有限元分析及应用
摘要5-6Abstract 6-7第1章 绪论10-22 1.1 1.1 研究背景与意义研究背景与意义10-11
1.2 1.2 粗糙表面接触粗糙表面接触模型的国内外研究现状
11-17 1.2.1 Hertz 1.2.1 Hertz 接触模型接触模型11-12
1.2.2 1.2.2 统计学接触模型统计学接触模型12-14 1.2.3 1.2.3 分形接触分形接触模型14-17
1.3 1.3 粗糙表面接触有限元分析的国内外现状粗糙表面接触有限元分析的国内外现状17-21 1.4 1.4 本课题研究的主要内容本课题研究的主要内容
21-22第2章 粗糙表面的统计学与分形表征
22-32 2.1 2.1 粗糙表面样本粗糙表面样本22-23 2.2 2.2 粗糙表面的统计学表征粗糙表面的统计学表征
23-27 2.2.1 2.2.1 统计统计学表征粗糙表面理论24-26 2.2.2 2.2.2 统计学表征粗糙表面统计学表征粗糙表面
26-27 2.3
2.3.1 分形表
分形表
粗糙表面的分形表征27-31 2.3.1
2.3 粗糙表面的分形表征
分形表征粗糙表面
征特点和获得表征参数27-30 2.3.2
2.3.2 分形表征粗糙表面
本章小结31-32第3章基于分形表征的粗
2.4 本章小结
30-31 2.4
建立粗
3.1 建立粗糙-非刚性光滑表面接触有限元模型的建立32-46 3.1
表面曲线函数介绍
糙表面曲线32-36 3.1.1
3.1.1 表面曲线函数介绍
几何曲线的建立33-36 3.2
建立粗糙表
3.2 建立粗糙表
3.1.2 几何曲线的建立
32-33 3.1.2
粗
提取曲线关键点36-37 3.2.2
3.2.2 粗面面域36-38 3.2.1
3.2.1 提取曲线关键点
粗糙表面面域保存
糙表面样条曲线的建立37-38 3.2.3
3.2.3 粗糙表面面域保存
建立粗糙--非刚性光滑表面接触模型
38 3.3
3.3 建立粗糙
建立粗糙
3.3.2 建立几何模
建立几何模
建立模型流程38-39 3.3.2
3.3.1 建立模型流程
38-45 3.3.1
3.3.4 建立接
建立接
属性设置和网格划分39-41 3.3.4
3.3.3 属性设置和网格划分
型39 3.3.3
本章小结45-46第4章粗糙
粗糙--光滑表
3.4 本章小结
触对41-45 3.4
求解接触问题的步骤
4.1 求解接触问题的步骤面摩擦接触状态有限元分析46-60 4.1
求解阶段
4.1.2 求解阶段
46-48 4.1.1
前处理阶段46 4.1.2
4.1.1 前处理阶段
4.2 同分维同粗糙度
同分维同粗糙度
4.1.3 后处理阶段
后处理阶段47-48 4.2
46-47 4.1.3
真实接触面积分析
4.2.1 真实接触面积分析
系数摩擦接触状态分析48-52 4.2.1
接触压应力及摩擦应力分析50-52 4.3
4.2.2 接触压应力及摩擦应力分析
48-50 4.2.2
真实
4.3.1 真实同分维不同粗糙度系数摩擦接触状态分析52-59 4.3.1
接触压应力分析
4.3.2 接触压应力分析
接触面积分析52-54 4.3.2
本章小结
4.4 本章小结
54-56 4.3.3
摩擦应力分析56-59 4.4
4.3.3 摩擦应力分析
非刚性光滑表面接触模型的刀--屑接
基于粗糙--非刚性光滑表面接触模型的刀59-60第5章基于粗糙
刀-屑摩擦状态特点60-62 5.2 触状态研究60-72 5.1
5.1 刀。