考虑微凸体相互作用的机械结合面接触刚度模型

来源：机械工程学报杂志2017年第17期北京时间：

作者：田小龙, 王雯, 傅卫平, 高志强, 娄雷亭, 吴洁蓓, 李鹏阳

单位：西安理工大学机械与精密仪器工程学院 西安 710048

摘要：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。

关键词：KE模型,机械结合面,接触刚度,微凸体,相互作用；

基金资助：国家自然科学基金（51275407，51475363，51565053）、陕西省自然科学基础研究计划（2015JM5246）和陕西省教育厅重点实验室科研计划（13JS070）资助项目