结合面切向接触刚度三维分形模型Three-Dimensional Fractal Model of Tangential Contact Stiffness of Joint interfaces
牛作证,张学良,温淑花,兰国生,陈永会,殷东华
摘要(Abstract):
基于接触分形理论和微接触大小分布函数,建立了结合面切向接触刚度的三维分形模型,并通过对所建模型的仿真,揭示了结合面切向接触刚度与结合面诸参数之间的非线性关系。并将结合面切向接触刚度的二维模型和三维模型进行数字仿真比较。研究结果表明,随着法向载荷的增大,结合面切向接触刚度也增大;随着切向载荷和G的增大,结合面切向接触刚度则减小;随着D的变化规律比较复杂。对比结果表明,随着分形维数D和D s的增大,二维分形模型的结合面切向接触刚度越来越接近三维分形模型的结合面切向接触刚度。
关键词(KeyWords): 结合面;切向接触刚度;分形理论;分形模型
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金资助项目(51275328);; 山西省自然科学基金资助项目(2012011023-4);; 山西省回国留学人员科研资助项目(2011-076);; 山西省研究生优秀创新项目(20123103)
作者(Author): 牛作证,张学良,温淑花,兰国生,陈永会,殷东华
参考文献(References):
- [1]张学良.机械结合面动态特性及其应用[M].北京:中国科学技术出版社,2002.
- [2]GREENWOOD J A,WILLIAMSON J B P.Contact of nominally flat surfaces[J].Proceedings of the Royal Society of London,Se-ries A,Mathematical and physical sciences,1996,295:300-319.
- [3]WHITEHOUSE D J,ARCHARD J F.The properties of random surface of significance in their contact[J].Proceedings of RoyalSociety of London:A,1970,316:97-121.
- [4]MAJUMDAR A.Bhushan B.Fractal model of elastic-plastic contact between rough surfaces[J].ASME Journal of Tribology,1991,113(1):1-11.
- [5]YAN K,KOMVOPOULOS K.Contact analysis of elastic-plastic fractal surfaces[J].Journal of Applied Physics,1998,84(7):3617-3624.
- [6]JOHNSON K L.Contact Mechanics[M].UK:Cambridge University Press,1985.
- [7]刘正伦.具可变形貌参数之微接触模型理论研究[D].中国台湾:国立成功大学,2006.
- [8]YOU J M,CHEN T N.Statistical model for normal and tangential contact parameters of rough surface[J].J Mechanical Engi-neering Science,2010,225:171-185.
- [9]JIANG SHUYUN,ZHENG YUNJIAN.A contact stiffness model of machined joint surfaces[J].ASME Journal of Tribology,2000,132(1):1-7.
- [10]田红亮,朱大林.金属材料结合部法切向刚度修正与实验验证[J].农业机械学报,2012,43(6):207-214.