基于共轭梯度法和快速傅立叶变换的粗糙表面微动接触数值研究

来源：计算力学学报杂志2017年第3期北京时间：

作者：牛睿,万强,靳凡,王战江

单位：重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044,中国工程物理研究院 总体工程研究所, 绵阳 621900,中国工程物理研究院 总体工程研究所, 绵阳 621900,重庆大学 机械工程学院, 重庆 400044

摘要：实际工程表面多为粗糙表面，研究粗糙表面的表面形貌对微动接触中压力和应力的影响具有重要意义。本文研究接触过程中法向载荷保持不变，切向载荷为周期性的交变载荷。首先，建立接触算法和模型，算法核心是利用共轭梯度法CGM（Conjugate gradient method）计算微动接触中的表面压力及切向应力并利用快速傅里叶变换FFT（Fast Fourier transform）加快计算速度。然后，对单峰表面、正弦表面和随机粗糙表面的接触进行数值研究。结果表明，表面幅值对切向载荷-位移曲线以及接触过程中的能量耗散有影响，表面幅值越大，相同切向载荷作用下产生的切向位移越大，能量耗散也越大。

关键词：微动接触,粗糙表面,共轭梯度法,快速傅立叶变换,能量耗散,

基金资助：中国工程物理研究院科学技术发展重点基金（2014A0203006）；中国工程物理研究院院长基金（201402073）；重庆市基础与前沿研究计划（cstc2015jcyjA70008）资助项目