缪小梅，黄筱调

（1.无锡职业技术学院机械技术学院，江苏无锡 214000；2.南京工业大学机械与动力工程学院，南京 210009）

基于有限元法的磨削表面微凸体的弹塑性接触模型*

缪小梅1，黄筱调2

（1.无锡职业技术学院机械技术学院，江苏无锡 214000；2.南京工业大学机械与动力工程学院，南京 210009）

磨削表面具有明显的各向异性特性，表面微凸体可以近似地用圆柱体来模拟。建立了弹塑性微凸体接触的有限元对称模型，分析了接触面积、硬度和接触力与干涉量的关系，并在有限元分析的基础上进行了经验公式的拟合。结果表明：弹塑性接触阶段微凸体的等效硬度随着接触几何变化而改变，而不是材料的常数。拟合得到的模型在弹性和弹塑性接触区域是连续的。除了在刚达到弹塑性变形的极小区间内，拟合公式与有限元数据的相对误差在10%以内。研究结果可以应用于各向异性表面的微凸体的接触特性模拟中，为磨削表面接触特性的研究奠定了理论基础。

磨削表面；圆柱微凸体；弹塑性接触

0 引言

所有的工程表面本质上都是粗糙的。表面的接触实际上都发生在微凸体之间。粗糙表面的接触特性对于摩擦学的很多现象如摩擦，磨损，粘附，润滑以及接触刚度和阻尼都有重要的影响。到目前为止，粗糙表面的接触研究主要侧重于各向同性表面的研究［1-6］，对参与接触的微凸体基本假设为半球形的。然而这种假设并不适用于所有的情况，以磨削形成的导轨表面为例，表面的纹理是条纹状的，呈现出近似二维表面的特性［7］。……