基于分形理论的粗糙表面接触特性研究

发布时间：2022-08-29 18:29

　　从宏观的角度上,机械零件的表面看似光滑,但是,在微观尺度下,这些表面实际上是粗糙的、凹凸不平的,这就导致了相互挤压的两机械零件表面的实际接触面积远远小于宏观上观测到的名义接触面积,粗糙表面上实际承受载荷的部分仅仅是相互接触的区域,随着接触载荷的增大,零件表面很容易产生局部压溃的情况,导致相互接触结合面的摩擦阻力增大、能量耗损增加,对于一些在结构和加工精度上有很高要求的精密仪器而言,还会直接影响其传动、加工、测量以及机械系统的装配精度。因此粗糙表面接触力学特性和机理的研究对以上所述实际问题的避免和解决具有很重要的现实意义。在分形几何理论的基础上,本文对粗糙表面的二维和三维接触力学问题进行建模,采用Weierstrass-Mandelbrot（W-M）函数模拟与分形维数D,分形粗糙度G,以及微凸体频率指数n有关的等效二维和三维粗糙表面形貌;通过理论推导得到了两粗糙表面接触过程中单个微凸体、以及整个接触结合面的包括接触变形量、接触面积、接触载荷以及接触刚度在内的力学属性的解析表达式,然后将所建模型理论结果的数值解与该研究领域具有代表性的相关研究结论和实验结果进行对比分析来验证本文理论模型的可... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电子扫描显微镜不同放大倍数下的材料表面

粗糙表面真实接触区域Fig.1-2Realcontactareaofroughsurface

Koch曲线及其构造原理

【参考文献】：
期刊论文
[1]机械结合面微观接触模型及接触特性研究[J]. 王立华,王鹏程,杨竹,何雨松.  机械设计与研究. 2015(04)
[2]多尺度粗糙度对接触面真实接触面积的影响[J]. 张晓寒,Robert L.Jackson,孟文俊.  润滑与密封. 2015(06)
[3]自仿射接触点及其在分形接触理论中的应用[J]. 周安安,陈天宁,王小鹏,奚延辉.  西安交通大学学报. 2015(06)
[4]基于分形几何与接触力学理论的结合面法向接触刚度计算模型[J]. 杨红平,傅卫平,王雯,杨世强,李鹏阳,王伟.  机械工程学报. 2013(01)
[5]结合面切向接触刚度分形模型建立与仿真[J]. 温淑花,张学良,文晓光,王鹏云,武美先.  农业机械学报. 2009(12)
[6]结合面法向接触刚度分形模型建立与仿真[J]. 温淑花,张学良,武美先,文晓光,王鹏云.  农业机械学报. 2009(11)
[7]两圆柱体表面接触承载能力的分形模型研究[J]. 黄康,赵韩,陈奇.  摩擦学学报. 2008(06)
[8]分形表面接触变形对部分膜润滑的影响[J]. 刘红斌,万大平,胡德金.  摩擦学学报. 2008(03)
[9]多重分形表面的弹塑性接触模型研究[J]. 孟凡明,赵荣珍,张优云.  西安交通大学学报. 2002(11)
[10]机械结合面静动态特性研究回顾及展望[J]. 张学良,徐格宁,温淑花.  太原重型机械学院学报. 2002(03)

硕士论文
[1]基于分形粗糙表面的MEMS摩擦学研究[D]. 何宇航.上海交通大学 2012



本文编号：3678797