基于ABAQUS有限元的粗糙表面滾動接觸分析.pdf

1、粗糙表面的接觸廣泛存在于各種機械系統(tǒng)中,它對接觸表面的摩擦、磨損、潤滑、熱傳導(dǎo)以及零件的疲勞壽命等有著重要的影響。研究物體表面之間的接觸特性時,在宏觀尺度條件下,接觸表面常被視為光滑表面,但是在實際工程中這些表面總是存在著一定的粗糙度;在微觀尺度條件下,考慮粗糙度后,材料的機械性能往往會發(fā)生極大的變化,所以對于粗糙表面模型的建立以及分析顯得尤為重要。
　　本論文分別采用中點位移法、逆傅立葉變換法以及Weinerstrass-Man

2、delbrot函數(shù)法(簡稱W-M函數(shù))對分粗糙表面輪廓進(jìn)行模擬,得到了不同分形維數(shù)的二維粗糙表面輪廓。
　　基于有限元軟件ABAQUS,采用W-M函數(shù)法模擬的粗糙表面輪廓,建立了二維滾動接觸的粗糙表面模型,研究了不同分形維數(shù)、外載荷以及切線模量等對接觸特性的影響。結(jié)果表明:1)分形維數(shù)越大,粗糙輪廓表面將有更多的凸峰,這些小凸峰很容易產(chǎn)生塑性變形;與滾動體接觸時,接觸表面所受到的接觸壓強越大,接觸剛度越小,變形越快。2)無論在何種

3、分形維數(shù)以及材料參數(shù)下,即使粗糙輪廓發(fā)生了明顯的塑性變形,接觸壓強與接觸載荷都是呈線性變化的。3)材料的切線模量越小,接觸表面產(chǎn)生的殘余變形越大,在相同載荷條件下,切線模量越大則具有更小的塑性變形。
　　基于建立的二維滾動接觸模型,研究了循環(huán)加載條件下分形粗糙表面的形貌變化。結(jié)果表明:滾動接觸過程中,經(jīng)過多次的接觸,接觸表面塑性變形趨于穩(wěn)定,分形粗糙表面輪廓會達(dá)到一個穩(wěn)定的狀態(tài),這一狀態(tài)時的屈服強度不僅沒有降低反而提高,材料的硬化