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基于基底长度的粗糙表面分形接触模型的构建与分析 被引量：34
1
作者 丁雪兴 严如奇 贾永磊 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期341-347,共7页
为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分... 为建立更为精确的粗糙表面接触模型,根据微凸体变形特征、分形理论以及摩擦的作用,从微观角度基于基底长度建立了粗糙表面分形接触模型.通过与其他粗糙表面接触模型和实验数据的比较,验证了本文模型的正确与合理,并由数值仿真分析了分形维数、接触载荷与真实接触面积之间的相互关系.分析结果表明:特征尺度一定时,要维持一定的真实接触面积,分形维数越大,所需要的力也越大;分形维数与特征尺度一定时,随着载荷的增加,接触面积也在增加;特征尺度与接触力一定时,随着分形维数的增大,真实接触面积在减小.该模型的建立为进一步研究粗糙表面的摩擦、磨损与润滑提供了理论依据. 展开更多
关键词 粗糙表面 微凸体 分形 基底长度 接触模型
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多粗糙峰弹塑性接触的有限元分析 被引量：24
2
作者 杨楠 陈大融 孔宪梅 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期202-206,共5页
采用具有一定数目圆形粗糙峰的刚性表面对弹塑性半无限体进行压下的模型来模拟多粗糙峰接触 ,并用有限元法对该模型进行了弹塑性分析 ,揭示了多粗糙峰对于接触区应力状态的影响规律 .发现中心接触区的变形主要受到一定数目邻近粗糙峰的... 采用具有一定数目圆形粗糙峰的刚性表面对弹塑性半无限体进行压下的模型来模拟多粗糙峰接触 ,并用有限元法对该模型进行了弹塑性分析 ,揭示了多粗糙峰对于接触区应力状态的影响规律 .发现中心接触区的变形主要受到一定数目邻近粗糙峰的影响 ,而处于较远处的其它粗糙峰的影响较小 .同弹性接触相比 ,在弹塑性接触过程中有更多的邻近粗糙峰对中心接触区发生作用 ,改变粗糙峰的间距。 展开更多
关键词 多粗糙峰弹塑性接触 有限元分析
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机械结合面法向接触刚度和阻尼的理论模型 被引量：33
3
作者 傅卫平 娄雷亭 +2 位作者 高志强 王雯 吴洁蓓 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期73-82,共10页
基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设,考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征,建立了结合面法向静、动态接触模型,获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼(基础特性参数)。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模... 基于统计接触理论和等效粗糙接触表面假设,考虑微凸体在加卸载及动态载荷下的变形特征,建立了结合面法向静、动态接触模型,获得了单位面积法向静、动态接触刚度与接触阻尼(基础特性参数)。基于Kadin和Etsion的粗糙表面弹塑性卸载接触模型,通过引入微凸体卸载过程中残余变形与最大变形量及最大接触载荷之间的函数关系,建立静态加卸载接触模型。针对结合面间简谐动态相对位移,利用泰勒公式对静态接触载荷和接触刚度进行展开,得出了动态接触载荷、接触刚度的增量以及动态接触载荷下的能量损耗,建立了法向动态接触刚度和接触阻尼的计算模型。分析了结合面面压、动态位移幅值及振动频率对动态接触刚度和接触阻尼的影响规律,研究表明:法向动态接触刚度相对静态接触刚度有微小偏移增量,动态接触刚度增量和接触阻尼随法向面压及动态位移幅值的增大而非线性增大,动态接触刚度增量随振动频率增加呈非线性增大,而接触阻尼则随振动频率增加呈非线性减小。通过理论计算与试验结果的对比分析,证明了本文建立的结合面法向静、动态接触刚度及接触阻尼理论模型的正确性。 展开更多
关键词 结合面 微凸体 加卸载 接触刚度 接触阻尼
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考虑微凸体相互作用的机械结合面接触刚度模型 被引量：23
4
作者 田小龙 王雯 +4 位作者 傅卫平 高志强 娄雷亭 吴洁蓓 李鹏阳 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第17期149-159,共11页
为准确预测两粗糙表面的接触刚度,围绕考虑微凸体间发生相互作用时的法向结合面接触问题展开研究。基于圣维南原理和勒夫方程,建立微凸体相互作用所引起的局部变形量与局部接触载荷、两表面间压强、材料属性参数之间的函数关系;将其代... 为准确预测两粗糙表面的接触刚度,围绕考虑微凸体间发生相互作用时的法向结合面接触问题展开研究。基于圣维南原理和勒夫方程,建立微凸体相互作用所引起的局部变形量与局部接触载荷、两表面间压强、材料属性参数之间的函数关系;将其代入KE弹塑性接触模型中,建立考虑微凸体相互作用的KE接触刚度模型,并提出数值迭代方法进行求解;之后,分析在不同塑性指数下微凸体相互作用对接触载荷、面积、刚度间关系产生的影响规律,并给出考虑微凸体相互作用的KE及ZMC模型接触刚度对比。研究表明:微凸体相互作用对于两表面间平均距离与接触载荷的关系有着明显的影响,这使得真实接触面积与接触刚度与原未考虑微凸体相互作用的KE模型有明显差异,且随着塑性指数的增大,差异随之变小。最后,通过试验对考虑与未考虑微凸体相互作用的KE及ZMC模型接触刚度计算结果进行验证,试验对比分析表明:建立的考虑微凸体相互作用的KE接触刚度模型更加贴近试验结果。 展开更多
关键词 机械结合面 微凸体 相互作用 接触刚度 KE模型
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粗糙表面分形接触模型的研究进展 被引量：21
5
作者 姬翠翠 朱华 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期114-119,127,共7页
工程表面具有分形特征,利用分形参数对表面形貌进行表征不受仪器分辨率和取样长度的影响。2个粗糙表面之间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等均有着重要的影响,因而一直是摩擦学研究的重要课题之一。基于表面的分形特性而建... 工程表面具有分形特征,利用分形参数对表面形貌进行表征不受仪器分辨率和取样长度的影响。2个粗糙表面之间的接触行为对摩擦、磨损、润滑、密封和传热等均有着重要的影响,因而一直是摩擦学研究的重要课题之一。基于表面的分形特性而建立的接触模型,可使表面接触的分析结果具有确定性和唯一性。介绍分形表面形貌的Weierstrass-Mandelbrot函数生成方法并给出利用MATLAB程序生成的分形曲线和曲面,分析和评述近二十年来分形接触模型中单个微凸体的接触行为、接触面积分布与真实接触面积、接触变形方式与接触载荷以及总的真实接触面积与接触载荷之间的关系等方面的研究情况,并简单列举分形接触模型在机械学科中的应用情况。指出结合分形理论对表面接触行为进行研究是接触理论发展的必然趋势,为摩擦学研究提供新的思路。 展开更多
关键词 粗糙表面 分形 微凸体 接触模型
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基于域扩展因子和微凸体相互作用的结合面接触刚度模型研究 被引量：19
6
作者 王润琼 朱立达 朱春霞 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第19期88-95,共8页
结合面接触刚度直接影响了机械设备的整机动态特性,为了建立更为准确的接触刚度模型,以分形几何理论为基础,利用单一微凸体承受局部载荷时的弹性变形特性,并基于域扩展因子引入微接触截面积分布函数,推导了考虑表面微凸体相互作用影响... 结合面接触刚度直接影响了机械设备的整机动态特性,为了建立更为准确的接触刚度模型,以分形几何理论为基础,利用单一微凸体承受局部载荷时的弹性变形特性,并基于域扩展因子引入微接触截面积分布函数,推导了考虑表面微凸体相互作用影响的结合面接触刚度分形模型。为了验证所提出模型的准确性,通过三维非接触式测量,获得了试验试样的表面轮廓数据,并根据结构函数法,计算了各个试样的表面分形参数,进而将理论接触刚度与试验结果对比分析,结果表明:法向接触刚度的增长速率与粗糙面表面临界接触面积有关,临界接触面积决定了结合面内的弹性变形占比。考虑微凸体相互作用后,所提出模型的预测曲线更加符合试验中法向载荷与接触刚度的关系。 展开更多
关键词 微凸体相互作用 结合面 接触刚度 分形理论
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真实粗糙表面接触模型的研究 被引量：13
7
作者 宋敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第5期737-739,750,共4页
真实工程表面并不是完全光滑的。当两物体相互接触时 ,真实表面实际上是微凸体间的接触。分析真实粗糙表面间的接触对研究摩擦、磨损和润滑起着非常关键的作用。合理地描述润滑状态和摩擦热边界条件也取决于对真实接触状态的求解。本文... 真实工程表面并不是完全光滑的。当两物体相互接触时 ,真实表面实际上是微凸体间的接触。分析真实粗糙表面间的接触对研究摩擦、磨损和润滑起着非常关键的作用。合理地描述润滑状态和摩擦热边界条件也取决于对真实接触状态的求解。本文从 3个方面研究了粗糙表面接触计算模型的主要构成 :粗糙表面轮廓的描述、确定接触压力和表面位移之间关系的计算公式以及求解几何非线性接触问题的方法。 展开更多
关键词 接触力学 微凸体接触 接触问题 真实粗糙表面
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船舶柴油机主轴承热弹性流体动力混合润滑分析 被引量：17
8
作者 魏立队 段树林 +2 位作者 邢辉 吴伋 魏海军 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期183-191,共9页
基于质量守恒边界条件的广义Reynolds方程和Greenwood/Tripp接触理论,计入温度、压力对润滑油黏度、密度和轴瓦变形的影响,对船用柴油机主轴承的混合润滑进行了数值分析.其中Reynolds方程用有限体积法求解,油膜能量方程、轴瓦热传导方... 基于质量守恒边界条件的广义Reynolds方程和Greenwood/Tripp接触理论,计入温度、压力对润滑油黏度、密度和轴瓦变形的影响,对船用柴油机主轴承的混合润滑进行了数值分析.其中Reynolds方程用有限体积法求解,油膜能量方程、轴瓦热传导方程和轴颈温度方程等用有限差分法求解,轴瓦变形用有限元法求解.结果表明:周期内发生混合润滑的时刻较为普遍,微凸峰接触影响不可忽略;端泄能量散失占到总能量散失的80%,油膜出口温度作为监控轴承润滑的重要参数比较适宜;引入填充比,结合轴颈中心轨迹和油膜压力梯度变化,能够更加准确地预测轴承的穴蚀发生;8个轴承基本满足设计要求,但4#轴承、7#轴承需要进一步优化. 展开更多
关键词 船用柴油机 主轴承 热弹性流体混合润滑 微凸峰接触 穴蚀
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基于分形的三维粗糙表面弹塑性接触力学模型与试验验证 被引量：15
9
作者 原园 成雨 张静 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期209-221,共13页
基于分形几何理论,利用双变量的Weierstrass-Mandelbrot函数模拟三维分形粗糙表面,建立了三维分形粗糙表面弹塑性接触模型。推导出各等级微凸体发生弹性、弹塑性以及完全塑性变形的存在条件。确定了粗糙表面上各等级微凸体的面积分布密... 基于分形几何理论,利用双变量的Weierstrass-Mandelbrot函数模拟三维分形粗糙表面,建立了三维分形粗糙表面弹塑性接触模型。推导出各等级微凸体发生弹性、弹塑性以及完全塑性变形的存在条件。确定了粗糙表面上各等级微凸体的面积分布密度函数,获得了总接触载荷和真实接触面积之间的关系式。计算结果表明:单个微凸体的临界接触面积与其尺寸相关,随着微凸体等级的增大,微凸体的高度和峰顶曲率半径减小。微凸体的变形顺序为弹性变形、弹塑性变形和完全塑性变形,与经典的赫兹模型保持一致。粗糙表面的力学性能仅与最小等级及后续的6个等级微凸体相关,其余微凸体基本上对整个粗糙表面的力学性能影响很小。最后对粗糙表面的接触力学性能进行了试验测试,验证了该模型的合理性与正确性。 展开更多
关键词 粗糙表面 微凸体 尺度相关 弹塑性接触 分形
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轴颈倾斜对内燃机主轴承润滑和磨损的影响 被引量：15
10
作者 王刚志 续向颖 梁兴雨 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期49-54,共6页
建立内燃机主轴承热弹性流体动力润滑模型,考虑轴颈倾斜,以粗糙接触压力表征轴颈与轴瓦的磨损程度。通过对不同工况下主轴颈倾斜角度、粗糙接触压力等的计算,研究轴颈倾斜对主轴承润滑和磨损的影响。结果表明,轴颈不对中倾斜角度较小时... 建立内燃机主轴承热弹性流体动力润滑模型,考虑轴颈倾斜,以粗糙接触压力表征轴颈与轴瓦的磨损程度。通过对不同工况下主轴颈倾斜角度、粗糙接触压力等的计算,研究轴颈倾斜对主轴承润滑和磨损的影响。结果表明,轴颈不对中倾斜角度较小时,主轴承仍能够处于流体润滑状态;轴颈倾斜角度较大时,轴承处于边界润滑状态,出现偏摩擦磨损。转速和负荷对轴颈倾斜影响较大,高转速和满负荷时轴承的润滑不良,磨损较大。 展开更多
关键词 轴颈倾斜 热弹性流体润滑 粗糙接触 磨损
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混合润滑下齿面磨损预测研究及试验验证 被引量：11
11
作者 张建阁 刘少军 方特 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期22-30,共9页
高速重载齿轮常常运行在混合润滑状态,粗糙齿面存在着较大的摩擦和极高的闪现温度,继而产生较高的能量损耗,并加速接触表面磨损失效进程.为准确预测混合润滑条件下的齿面磨损率,提出了一种新的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合... 高速重载齿轮常常运行在混合润滑状态,粗糙齿面存在着较大的摩擦和极高的闪现温度,继而产生较高的能量损耗,并加速接触表面磨损失效进程.为准确预测混合润滑条件下的齿面磨损率,提出了一种新的磨损分析模型,使其能够在微观尺寸上对混合润滑区域的磨损过程进行准确的描述.在磨损分析之前,考虑了接触区域存在的热-弹-流耦合现象,建立了齿面磨损计算的数学模型,给出了计算模型中各参数的确定方法,并讨论了其适用范围.研究了一定工况下直齿轮齿面的接触情况、应力分布、闪现温升、润滑状态、摩擦以及磨损趋势,结果发现:齿面磨损受到多重因素的影响,其在齿面的分布也是非线性的;接触区域的温升会极大地改变混合润滑区域的润滑与摩擦界面;同时粗糙峰接触效应造成了较大的且剧烈波动的局部磨损率,加剧了齿面磨损程度.磨损率的预测结果与齿轮磨损试验的测量数据较为一致,表明文中所得模型可为齿轮的传动设计以及实际工程应用提供依据. 展开更多
关键词 直齿轮 混合润滑 粗糙峰接触 摩擦 闪温 表面磨损
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结合面切向接触刚度的概率统计模型 被引量：10
12
作者 师俊平 朱红 曹小杉 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期226-231,共6页
该文考虑结合面上微凸体接触为椭圆形接触,运用弹性力学空间半无限体受载荷变形理论,并根据椭圆形接触面上压力分布的Hertz理论,推导出椭圆形接触面的长、短半轴计算式和单个微凸体接触时的切向接触刚度表达式。建立了结合面上微凸体椭... 该文考虑结合面上微凸体接触为椭圆形接触,运用弹性力学空间半无限体受载荷变形理论,并根据椭圆形接触面上压力分布的Hertz理论,推导出椭圆形接触面的长、短半轴计算式和单个微凸体接触时的切向接触刚度表达式。建立了结合面上微凸体椭圆形接触面的长、短半轴呈二维正态分布、高度呈正态分布情况下的宏观切向接触刚度模型,得到了相应的宏观切向接触刚度表达式。通过数值计算给出了切向接触刚度随结合面的法向载荷、切向载荷、椭圆微凸体的离心率、微凸体分布的相关系数、微凸体测量高度和微凸体分布的标准方差等各影响因素的变化情况,增大法向载荷可以提高结合面的切向接触刚度,而切向载荷的增大会导致切向接触刚度的减小。 展开更多
关键词 微凸体 椭圆形接触 接合面 接触刚度 概率分布
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粗糙表面接触模型的研究现状和展望 被引量：10
13
作者 胡兆稳 刘焜 +1 位作者 王伟 刘小君 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期71-74,共4页
工程表面在微观尺度上都是粗糙的。研究粗糙表面的接触行为,有助于更好地理解表面的微观结构影响其功能属性的机理,以便为特定的工程应用设计表面形貌。总结了粗糙表面接触模型的研究现状,并从基体的塑性应变和材料力学行为的尺度效应... 工程表面在微观尺度上都是粗糙的。研究粗糙表面的接触行为,有助于更好地理解表面的微观结构影响其功能属性的机理,以便为特定的工程应用设计表面形貌。总结了粗糙表面接触模型的研究现状,并从基体的塑性应变和材料力学行为的尺度效应两个方面对未来的工作进行了展望。 展开更多
关键词 粗糙表面 微凸体 接触 多尺度 摩擦
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机械结合面切向接触阻尼计算模型 被引量：9
14
作者 王雯 吴洁蓓 +3 位作者 高志强 傅卫平 康维超 刘雁鹏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期633-642,共10页
针对两粗糙表面在法向力和切向力共同作用下相互接触时结合面切向阻尼的问题进行了研究.首先,根据KE模型对单个微凸体在弹性、弹塑性、塑性变形阶段的切向接触行为进行了分析,获得了微凸体在3个变形阶段的黏滑特性;然后,基于GW统计模型... 针对两粗糙表面在法向力和切向力共同作用下相互接触时结合面切向阻尼的问题进行了研究.首先,根据KE模型对单个微凸体在弹性、弹塑性、塑性变形阶段的切向接触行为进行了分析,获得了微凸体在3个变形阶段的黏滑特性;然后,基于GW统计模型建立了一种在微凸体法向弹性、弹塑性和塑性变形机制基础上,考虑微凸体黏滑摩擦行为的机械结合面切向接触阻尼统计模型;最后,分别讨论了机械结合面的法向预载荷、切向激振频率和切向动态位移幅值对机械结合面切向阻尼的影响.研究表明:结合面切向接触阻尼系数随着结合面法向载荷的增大而增大,随着切向激振频率和切向动态位移幅值的增大而减小;在高频率、大幅值下,结合面切向接触阻尼系数几乎与动态位移幅值和激振频率无关.为了验证模型的准确性,构建了动态切向力作用下的结合面切向阻尼试验,其试验结果与理论仿真变化规律与量级基本一致,从而证明了所提出的切向阻尼模型的有效性. 展开更多
关键词 切向振动 微凸体 黏滑行为 接触阻尼 统计模型
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基于分子动力学-格林函数法的微凸体接触数值分析 被引量：8
15
作者 黄仕平 吴杰 +2 位作者 胡俊亮 郑恒斌 王卫锋 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期961-967,共7页
表面接触是摩擦的先决条件,其真实接触面积、压应力大小、空间分布等一直是接触力学关注的核心问题.采用分子动力学-格林函数法(GFMD)模拟粗糙面的接触过程,验证了其在大规模接触分析中的高效及准确性,同时探讨了由微球体组成的粗糙面... 表面接触是摩擦的先决条件,其真实接触面积、压应力大小、空间分布等一直是接触力学关注的核心问题.采用分子动力学-格林函数法(GFMD)模拟粗糙面的接触过程,验证了其在大规模接触分析中的高效及准确性,同时探讨了由微球体组成的粗糙面的接触力学特性,并分析了分子尺度下的结果和传统力学模型计算结果的差异.结果表明,单个微凸体接触结果和分子动力学-格林函数法模拟所得非常接近,误差在5%以内.数值模拟发现,在微凸体高度符合高斯分布的情况下,接触面积和接触力成线性关系;在相同接触面积下,微凸体模型得出的接触力偏高,是上限值.微凸体模型没有考虑微凸体间的相互影响,实际是高估了弹性体的刚度;实际接触过程中微凸体相互影响,微凸体对临域形变影响尤其大,使接触区域更加离散.GFMD模型可以准确计算数十亿量级别分子、原子接触过程中真实接触面积及分布,为后续摩擦、滑移等分析提供可靠的参考. 展开更多
关键词 微凸体模型 粗糙面接触 分子动力学 格林函数法 接触力学
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粗糙表面微凸体模型构建与接触特性分析 被引量：7
16
作者 李玲 何本帅 +2 位作者 王晶晶 张锦华 蔡安江 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期43-50,共8页
基于粗糙表面形貌测量试验,提出一种采用二次函数回转体等效微凸体的办法,建立微凸体接触半径与接触变形的解析关系,弥补了半球体模型单一曲率半径的缺陷;然后根据几何模型,重新推导出单个微凸体在弹性、弹塑性和完全塑性三种变形阶段... 基于粗糙表面形貌测量试验,提出一种采用二次函数回转体等效微凸体的办法,建立微凸体接触半径与接触变形的解析关系,弥补了半球体模型单一曲率半径的缺陷;然后根据几何模型,重新推导出单个微凸体在弹性、弹塑性和完全塑性三种变形阶段的接触表达式,并应用接触力学理论和概率统计方法,建立粗糙表面的微观接触模型;最后将所建模型与CEB模型、ZMC模型以及KE模型的仿真结果进行了对比,验证了所建模型的有效性,并揭示了塑性指数、微凸体尺寸参数对接触特性的影响规律。研究表明:相比于半球体模型,二次函数模型对微凸体轮廓的拟合效果更好,能够在载荷较大的情况下,更加精确地进行结合面接触特性分析;塑性指数是影响接触刚度的主要因素,塑性指数越大,其接触面积越小,抵抗变形的能力越弱;微凸体尺寸参数对接触刚度的影响较小,微凸体直径与高度的比值越大,接触面积和接触刚度越大。 展开更多
关键词 粗糙表面 表面形貌 接触模型 微凸体参数 接触刚度
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基于双高斯分层表面理论的机械密封研究综述 被引量：8
17
作者 胡松涛 黄伟峰 +2 位作者 史熙 彭志科 刘向锋 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期91-105,共15页
表面作为零部件的"指纹",其科学性是开展后续润滑、接触、摩擦磨损、监测控制等研究的基础。现有学者多从单层表面视角出发理解表面,而忽视了双工序、磨损等表面存在的双高斯分层特征。少量学者受到双工序表面加工制造过程的... 表面作为零部件的"指纹",其科学性是开展后续润滑、接触、摩擦磨损、监测控制等研究的基础。现有学者多从单层表面视角出发理解表面,而忽视了双工序、磨损等表面存在的双高斯分层特征。少量学者受到双工序表面加工制造过程的启发,提出了双高斯分层表面理论,并成功拓展至磨损表面的研究。从表面表征仿真、润滑接触、摩擦磨损、监测控制四个方面归纳总结了国内外有关双高斯分层表面理论的研究工作,特别关注该理论在机械密封领域的应用,进而提出了后续可深入探讨的双高斯研究方向,以期为机械密封的设计与研究提供理论和工程指导。 展开更多
关键词 机械密封 表面形貌 润滑 接触 摩擦磨损 声发射
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考虑活塞-活塞销系统结构变形及空穴机理的活塞销润滑分析(英文) 被引量：7
18
作者 Lin BA Zhen-peng HE +1 位作者 Yue-hui LIU Gui-chang ZHANG 《Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering)》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第6期443-463,共21页
目的:建立柔性结构下的活塞-活塞销耦合系统的润滑模型,分析活塞销的形貌和结构对活塞销的摩擦磨损的影响,为活塞销的设计提供参考依据。创新点:1.建立柔性结构下的活塞销多体动力学模型,将空穴理论与活塞销润滑模型耦合,研究活塞销的... 目的:建立柔性结构下的活塞-活塞销耦合系统的润滑模型,分析活塞销的形貌和结构对活塞销的摩擦磨损的影响,为活塞销的设计提供参考依据。创新点:1.建立柔性结构下的活塞销多体动力学模型,将空穴理论与活塞销润滑模型耦合,研究活塞销的润滑情况;2.考虑活塞的热变形,使得活塞销润滑情况更贴近于实际;3.将活塞销的干接触位置与实际活塞销磨损位置进行对比,验证活塞销的易磨损部位。方法:1.基于有限元理论构建活塞-活塞销耦合系统润滑分析所需的有限元模型(图3);2.基于模态缩减理论建立活塞-活塞销耦合系统多体动力学仿真模型,将热变形耦合于活塞销型线中(图4);3.分析活塞销的基本润滑特性,比较空穴现象对润滑的影响(图12–15);4.分析不同型面的活塞销的润滑特性,比较各种型线下活塞销的润滑情况(图16–18);5.分析不同销孔内径下活塞销的润滑特性(图21和22)。结论:1.在活塞销润滑问题分析中,考虑到有限差分网格密度和有限元网格密度不一致,采用节点插值算法解决压力不收敛问题;2.从压力作用于活塞顶部的形式方面分析,研究活塞销易发生干接触的部位;3.对比分析是否考虑空穴机理的活塞销润滑特性;研究结果表明,由于油膜破裂导致油膜不能承受载荷,且承受油膜压力位置的密度为油膜密度,其它区域小于油膜密度;4.对比不同型线下活塞销的干接触情况,为活塞销的设计提供参考依据;5.研究不同活塞销孔内径下的润滑,考虑活塞销的热变形,使得润滑分析更贴近实际。 展开更多
关键词 活塞销 活塞销座 轴承 润滑 空穴
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微凸体对直齿轮接触特性及疲劳寿命影响分析 被引量：6
19
作者 李智 吴胜利 +2 位作者 简晓春 刘启坤 邢文婷 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第20期8435-8441,共7页
齿轮在加载循环过程中,粗糙表面微凸体接触会在齿轮次表面形成应力集中,形成初始疲劳裂纹,降低齿轮使用寿命。为了进一步研究直齿轮表面微凸体曲率半径、高度对表面弹塑性接触特性的影响规律,利用Hertz接触理论和粗糙表面形貌的Greenwoo... 齿轮在加载循环过程中,粗糙表面微凸体接触会在齿轮次表面形成应力集中,形成初始疲劳裂纹,降低齿轮使用寿命。为了进一步研究直齿轮表面微凸体曲率半径、高度对表面弹塑性接触特性的影响规律,利用Hertz接触理论和粗糙表面形貌的Greenwood-Williamson理论,建立了粗糙齿面单微凸体法向正接触模型、粗糙齿面弹塑性接触模型和不同粗糙度的粗糙界面接触有限元模型,并验证了模型的正确性。通过模型结果与有限元结果分析得,增大微凸体曲率半径会使接触应力有所降低,微凸体越高所受接触应力越大,且微凸体高度对接触应力的影响大于微凸体曲率半径造成影响。根据模型所得结果利用基于多轴疲劳机理的Smith-Watson-Topper方法预测了不同粗糙表面疲劳裂纹萌生所需的加载循环次数。研究结果进一步丰富了对粗糙表面接触疲劳机理的研究。 展开更多
关键词 微凸体 微观齿面模型 接触应力 有限元模型 裂纹萌生
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考虑应变硬化的混合弹塑性接触模型 被引量：5
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作者 王庆朋 张力 +1 位作者 尚会超 唐志刚 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期132-137,共6页
为了更加真实地反映粗糙表面的实际接触情况,根据表面微凸体变化的连续性、单调性和光滑性原理提出了一种新的混合弹塑性接触模型。该模型在球体初始接触时,就考虑更小微凸体的塑性变形和较大变形量时的应变硬化。通过反正切函数构建一... 为了更加真实地反映粗糙表面的实际接触情况,根据表面微凸体变化的连续性、单调性和光滑性原理提出了一种新的混合弹塑性接触模型。该模型在球体初始接触时,就考虑更小微凸体的塑性变形和较大变形量时的应变硬化。通过反正切函数构建一组函数,用来表征接触过程中变形状态的变化,利用Meyer硬度指数反映应变硬化的影响,进而导出接触面积和接触载荷的数学表达式。通过采用文献中已有的铜、铝合金和纯镍材料的实验测试结果,以及文献中不同的弹塑性接触模型的计算结果进行对比分析,结果表明,该模型的计算结果能够很好地与实验测试结果吻合,尤其是在大变形量、出现应变硬化的情况下,更能体现出该模型的优势。 展开更多
关键词 微凸体 混合弹塑性 接触模型 应变硬化
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