王世军　杨　超　王诗义　杨慧新　赵金娟　李淑娟　李鹏阳

西安理工大学，西安，710048



基于真应力-应变关系的粗糙表面法向接触模型

王世军杨超王诗义杨慧新赵金娟李淑娟李鹏阳

西安理工大学，西安，710048

提出一种粗糙表面的法向弹塑性接触分析的建模方法。基于微凸体的弹塑性有限元接触模型，分别研究了40Cr、45和Q235三种钢材料的微凸体与刚性平面的法向接触特性。有限元模型中采用三种材料的真应力-应变关系，考察了不同强化特性对微凸体接触性质的影响。建立了微凸体在弹性、弹塑性、塑性变形阶段统一的接触变量变化规律的表达式。在此基础上应用概率统计理论建立粗糙表面法向弹塑性接触模型。所建立的接触模型中微凸体接触变量的变化规律完全基于弹塑性有限元模型的计算结果，无需将微凸体的变形过程区分为不同的变形阶段，避免了接触变量在各阶段采用不同函数表达式带来的连续性和光滑性问题，以及在弹塑性阶段采用插值函数的随意性问题。通过与其他接触模型的计算结果相比较，证明了所提出接触模型的合理性。

粗糙表面；法向；弹塑性变形；接触模型

0　引言

机械零件的接触表面在微观上都是凸凹不平的粗糙表面，零件的接触在微观上都是粗糙表面之间的接触。

文献[1]基于Hertz接触理论提出了粗糙表面的法向弹性接触模型(GW模型)。该模型假设粗糙表面间的接触变形是弹性变形，接触表面由半径相等的弹性微凸体构成，高度分布服从指定的概率分布，各微凸体在接触变形过程中互不影响。……