机床地脚低速滑动界面法向刚度分形模型及试验验证

来源：机械工程学报杂志2017年第17期北京时间：

作者：田红亮, 董元发, 余媛, 张屹, 陈甜敏, 郑金华

单位：三峡大学机械与动力学院 宜昌 443002

摘要：按照一个弹性微凸体的平均接触压强构筑微凸体顶端接触变形。计及动摩擦因数计算微凸体最初屈服的临界平均压强。采用以无阻尼自然角频率为自变量的功率谱密度函数，给出识别界面分形维数、特征长度的理论和试验方法。仿真结果表明：微凸体最初屈服的临界平均压强随着动摩擦因数的增加而变小；分形区域扩展因数随着分形维数的增加而减小；微凸体最大结合面积随着分形维数的增加呈现线性减小；增加动摩擦因数、面积比和特征长度都将衰减法向接触刚度；法向接触刚度随着分形维数、接触面积的比率、法向接触载荷或微凸体最大结合面积的增加而增强。按照有限元模拟对界面法向接触参数识别结果进行证明。考虑界面参数的有限元模型得到的动柔度、法向接触刚度数据与试验数据一致。

关键词：弹性微凸体平均压强,低速滑动界面,动摩擦因数,法向接触刚度,总应变；

基金资助：国家自然科学基金（51275273，51605255）和2016年三峡大学研究生科研创新基金（SDYC2016033）资助项目