端面扭動(dòng)統(tǒng)計(jì)摩擦模型研究.pdf

1、本文利用兩球體的摩擦接觸接觸模型（CEB、KE和BKE模型）建立了考慮相鄰微凸體間的相互作用的粗糙表面微凸體接觸的摩擦模型。使用概率分布方法對(duì)粗糙面的表面特征進(jìn)行了描述，基于微凸體高度及切向位移對(duì)微凸體的滑移機(jī)制進(jìn)行了定義，利用統(tǒng)計(jì)求和的方法將微凸體尺度摩擦接觸擴(kuò)展到了宏觀尺度粗糙面接觸往復(fù)滑動(dòng)摩擦接觸。對(duì)接觸端面進(jìn)行了微分，對(duì)往復(fù)滑動(dòng)摩擦模型進(jìn)行了修改使其能夠適用于每一個(gè)微分區(qū)域，利用統(tǒng)計(jì)求和的方法建立了端面扭動(dòng)摩擦模型。利用建立的端

2、面扭動(dòng)摩擦模型對(duì)MC尼龍-45＃鋼的端面扭動(dòng)摩擦行為進(jìn)行了模擬研究，并且對(duì)表面粗糙度、正壓力、名義接觸面積的變化對(duì)端面扭動(dòng)摩擦行為的影響進(jìn)行了模擬研究。使用自制的端面扭動(dòng)摩擦試驗(yàn)機(jī)為基礎(chǔ)，試驗(yàn)研究了MC尼龍-45#鋼、黃銅-45#鋼及45#鋼-45#鋼的端面扭動(dòng)摩擦行為，對(duì)摩擦模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。取得的主要結(jié)論如下：
　　1、利用BKE接觸模型建立的微凸體尺度摩擦模型能夠適應(yīng)更大的法向變形量，具有更好的適用性。

3、　　2、往復(fù)滑動(dòng)摩擦模型中，往復(fù)行程決定了 F-δ（摩擦力-位移）曲線形狀（橢圓、平行四邊形或者矩形），初始完全滑移位置（摩擦力首次達(dá)到最大值的位置）不受往復(fù)行程的影響。表面粗糙度對(duì)F-δ曲線形狀及初始完全滑移位置沒(méi)有影響，隨著粗糙度的減?。ㄐ∮?Ra1.6）摩擦力增大較快，粗糙度大于 Ra1.6時(shí)，摩擦力有增大趨勢(shì)。摩擦力與正壓力成線性關(guān)系，摩擦力隨正壓力的增大而增大，正壓力變化對(duì)F-δ曲線形狀及初始完全滑移位置沒(méi)有影響。
　　

4、3、端面扭動(dòng)摩擦模型以接觸材料力學(xué)特性、粗糙度參數(shù)、角位移、正壓力為輸入?yún)?shù)，模擬粗糙表面端面扭動(dòng)接觸，輸出T-（摩擦扭矩-角位移）曲線。利用微凸體滑移狀態(tài)判定公式及微凸體高度分布函數(shù)可以計(jì)算出滑移微凸體比例隨角位移的變化關(guān)系及接觸端面在不同角位移下的完全滑移半徑。
　　4、隨著接觸半徑（名義接觸面積）增大最大扭矩呈線性增大，接觸界面發(fā)生初始完全滑移時(shí)接觸微凸體滑移比例和完全滑移半徑均增大。過(guò)大或者過(guò)小的表面粗糙度都會(huì)使最大扭矩增