邹龙庆，黄聪聪，付海龙,2，王玥

（1.东北石油大学 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318；2.东北石油大学 环渤海能源研究院，河北 秦皇岛 066004）

橡胶和硬基材之间的摩擦接触广泛存在于工业生产中。真实机械加工表面实际上是由大量形状不一的微凸体构成[1]，接触通常只发生在微凸体上，导致接触不连续，真实接触面积远小于理论接触面积，如图1 所示[2]。表面形貌对接触界面之间的接触状态、摩擦磨损等有很大影响[3-4]。

图1 真实粗糙表面的接触形式[2]Fig.1 Real rough surface contact[2]

Greenwood 和Williamson[5]假设所有的微凸体都有相同的曲率半径，且其高度在均值附近随机分布，将Hertz 模型推广至随机粗糙表面。国内外学者[6-10]将G-W 模型成功用于两个粗糙表面间的接触问题的研究。理想的接触模型应尽可能全面地包含原始的形貌信息，以更加精准地表征粗糙表面。研究发现，有限元接触分析是一种准确模拟接触过程中表面粗糙峰、谷相互作用的有效手段[11]。Pei[12]通过刚性平面和分形表面之间的有限元计算，发现接触面积与施加载荷呈正相关。Kogut[13]得到了零件表面接触力与接触面积的近似方程。Yastrebov[14]基于简化的弹塑性材料和刚性平面的接触模型，通过建立刚-柔接触，分析载荷-位移曲线，获得了真实的接触面积。赖联锋[15]研究了微凸体曲率半径对粗糙表面磨损量的影响。

上述研究较好地完成了刚性平面-柔性表面接触问题研究，但是针对金属-橡胶的接触问题，因橡胶材料的超弹性[16]和非线性[17]，使金属和橡胶表面每对微凸体的接触都呈现非线性特征。……