伍伟敏，卢耀晖

(1.湖南财经工业职业技术学院，湖南 衡阳 421002;2.国防科技大学智能科学学院，湖南 长沙 410073)

0 引 言

法向接触刚度对机械系统稳定性具有重要影响[1]。目前，对于精密仪器整体刚度的接触仿真而言，大都忽略了粗糙结合面的法向接触刚度参数，进而造成仪器整体刚度偏低的设计缺陷。由于缺少准确的法向接触刚度参数，难以开展高端装备机械结构设计工作。如何准确有效地获取机械结合面法向接触刚度是亟需解决的问题[2]。并且，随着机床加工精度的提高，机械系统中多数连接端盖、连接法兰等机械加工表面都是采用精车的加工方式进行[3-4]。因此，本文针对车削表面法向接触刚度进行研究。

对于粗糙表面法向接触刚度的获取主要存在理论解析、有限元仿真及实验测试3种方法。理论解析方法是采用模拟粗糙表面表征实际粗糙表面，通过对模拟粗糙表面上单个微凸体的接触分析，继而结合微凸体的表面统计学理论，实现对粗糙表面法向接触刚度的解析计算。具有代表性论著的是1966 年Greenwood 与Williamson 提出GW 模型[5]。此后Chang 对GW 模型进行了改进，基于微凸体塑性变形的体积守恒理论提出了CEB 模型[6]。Kogut基于球形微凸体的有限元分析，提出了KE 模型[7]。国内西安理工大学张学良团队对法向接触刚度的理论解析模型进行了较为深入的研究[1,8-9]。虽然理论解析对于法向接触刚度的研究取得了很大进展，但是仍存在以下两点缺陷：模拟粗糙表面假设方面，目前理论解析模型中的模拟粗糙表面与实际加工表面偏差较大[10]；……