两接触粗糙表面的弹塑性模型

在塑性变形过程中，单峰的球台体积不改变，球台形状不改变。根据两单峰塑性接触时球台体积守恒推导了塑性通解。GW干接触弹性模型、完全塑性接触表面微几何模型是塑性通解的两种极限情况。塑性通解不仅与总干涉量有关，而且与干涉量历史——临界弹性干涉量有关，这符合莱维-米泽斯方程。GW干接触模型低估了接触面积。给出了与GW干接触弹性模型不相同的塑性指数表达式。

两弹性接触粗糙表面的最小二乘法拟合解

GW干接触模型在算法上存在5个缺陷,会引入工程上无法接受的误差.根据Hertz接触理论和抛物柱面函数的离散值,对两接触粗糙表面的接触行为进行了研究.当粗糙表面峰高的概率密度为Gauss分布时,给出了7个量纲一的参数与量纲一的表面间距的关系,给出了最小二乘法拟合解.计算表明:量纲一的最大名义压应力为0.573 2,平均弹性接触硬度系数约为3.2,接触压应力系数约为0.32.研究结果说明:单峰接触面积与名义压应力几乎无关,接触压应力与名义压应力几乎无关,接触面积与载荷近似成正比,接触点数与载荷近似成正比.

两弹塑性接触粗糙表面的严格解析解

GW干接触模型存在5个缺陷。当相糙峰高度的概率密度为Gauss分布时,给出了数学期望接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的严格解析解,采用软件Maple计算了抛物柱面函数。实例计算表明接触点数与载荷近似成凸弧形直线正比例关系;量纲一的间距是联系接触点数、总接触面积、总载荷、总电导的纽带,它依赖名义压应力,但对名义压应力的变化不敏感;接触面积与载荷很接近直线正比例关系,在弹性接触条件下存在一个准"弹性接触硬度",接触压应力等于准弹性接触硬度,名义面积对接触面积几乎无影响。

机械结合部等效材料参数建立与试验

针对目前机械结合部特性研究成果通用性差的问题,提出了一种机械结合部等效材料参数模型。基于GW接触模型和Hertz-Mindilin接触理论,由机械结合部试验获得的结合部单位面积刚度,推导出机械结合部等效材料参数——弹性模量和泊松比。以螺栓连接的机械结构为研究对象,对不同载荷作用下结构变形进行了数值分析,并将分析结果与试验测量结果进行了比较,验证了机械结合部等效材料参数的可行性和准确性。

机械结合部动态特性的等效参数研究

为提高机械结构数值分析时结合部动态特性参数的应用简便性,提出一种基于等效参数的机械结合部动态特性分析方法。在通过实验获得具有通用性的结合部单位面积上的法向动态刚度和切向动态刚度的基础上,将单位面积上的结合部等效为各向同性连续介质,基于GW接触模型建立单位面积上的结合部微观形貌和结合部动态刚度变化关系式,根据离散单元应力波传播条件研究结合部单位面积上的法向动态刚度和切向动态刚度之间内在联系,推导出结合部动态特性的等效参数-单位面积上的弹性模量和泊松比,并以螺栓连接的两钢板为对象进行数值分析,将计算结果和试验测量结果进行比较,以验证结合部动态特性等效参数的可行性和准确性,为深入研究机械结合部问题奠定基础。