王庆朋,张力,尚会超,唐志刚

(重庆大学汽车工程学院, 400044, 重庆)



考虑应变硬化的混合弹塑性接触模型

王庆朋,张力,尚会超,唐志刚

(重庆大学汽车工程学院, 400044, 重庆)

为了更加真实地反映粗糙表面的实际接触情况,根据表面微凸体变化的连续性、单调性和光滑性原理提出了一种新的混合弹塑性接触模型。该模型在球体初始接触时,就考虑更小微凸体的塑性变形和较大变形量时的应变硬化。通过反正切函数构建一组函数,用来表征接触过程中变形状态的变化,利用Meyer硬度指数反映应变硬化的影响,进而导出接触面积和接触载荷的数学表达式。通过采用文献中已有的铜、铝合金和纯镍材料的实验测试结果,以及文献中不同的弹塑性接触模型的计算结果进行对比分析,结果表明,该模型的计算结果能够很好地与实验测试结果吻合,尤其是在大变形量、出现应变硬化的情况下,更能体现出该模型的优势。

微凸体;混合弹塑性;接触模型;应变硬化

粗糙表面对于机械零部件之间结合面的特征参数以及相对运动表面之间的摩擦特性都有重要的影响。为了探究两粗糙表面之间的接触状态,已有很多学者针对这一问题作出了大量的研究。Hertz对接触问题作出了开拓性的研究,提出单个球体弹性接触理论[1];Greenwood等基于这一理论提出经典的粗糙表面和平板之间的接触模型[2];Abbott等首次提出单个球体的完全塑性接触模型(简称AF模型)[3];Pullen等将此模型应用到粗糙表面[4]。……