本文關鍵詞：線接觸粗糙表面的分形模擬與接觸特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機器向高速高負荷的方向發(fā)展,高速重載齒輪的齒面常常產生點蝕和膠合失效等損傷。而傳統的齒輪接觸疲勞強度計算方法存在諸多弊端,因此需要研究一種精確的方法來預測齒輪的承載能力以防止出現這些損傷且保證在許用載荷范圍內齒輪能夠得到充分的利用。此外,在電氣化設備中,齒輪的電蝕現象也日益突出,已經造成了巨大的經濟損失。因此需要研究粗糙表面的電接觸問題,采取有效措施來防止電蝕失效的發(fā)生。本文第一部分主要介紹了研究粗糙表面的接觸問題的研究背景和工程意義,詳細總結了國內外關于粗糙表面模擬的研究現狀、粗糙表面接觸模型的研究現狀以及粗糙表面電接觸的研究現狀,并在此基礎上提出了本文的研究內容。第二部分提出了一種將x、y兩個方向的W-M函數相加的方法,來分形模擬僅在兩個相互垂直的方向上具有不同表面形貌的粗糙表面；通過改變分形維數和特征尺度系數的大小能有效表征粗糙表面的紋理特征；分析了分形維數和特征尺度系數對表面形貌的影響。第三部分提出了兩個接觸表面均為粗糙表面的彈性接觸模型和彈塑性接觸模型,得到了粗糙表面的接觸應力分布、實際接觸面積分布和Mises應力分布。對比了粗糙表面與光滑表面的接觸應力分布和Mises應力分布；比較了實際接觸面積與名義接觸面積的大�。环治隽舜植诒砻娴膹椝苄越佑|以及粗糙表面形貌對接觸疲勞強度的影響。第四部分基于所提出的粗糙表面彈塑性分形接觸模型建立了粗糙表面的矩形斑點接觸電阻模型；分析了負載、表面形貌及接觸體的材料對實際接觸面積和接觸電阻的影響；計算了粗糙表面的平均接觸壓力、平均電流密度以及單個接觸點的電流密度的分布規(guī)律；得到了在某一恒定載荷下表面的平均接觸壓力、接觸電阻和平均電流密度與表面粗糙度之間的定量關系。第五部分總結了本文的主要工作和主要結論,指出了研究工作存在的不足以及需要進一步開展的研究工作。
【關鍵詞】：粗糙表面 分形模擬 分形接觸模型 實際接觸面積 接觸電阻 電流密度
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號表12-14
• 1 緒論14-34
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.2 課題研究意義15-16
• 1.3 國內外研究現狀16-32
• 1.3.1 粗糙表面模擬研究現狀16-22
• 1.3.2 粗糙表面接觸研究現狀22-30
• 1.3.3 粗糙表面電接觸研究現狀30-32
• 1.4 本文的主要內容32-33
• 1.5 小結33-34
• 2 粗糙表面的分形模擬34-43
• 2.1 引言34-35
• 2.2 分形模擬模型35-38
• 2.2.1 W-M函數模擬表面輪廓曲線35-36
• 2.2.2 W-M函數模擬各向同性的三維表面36-37
• 2.2.3 W-M函數模擬齒輪輪齒粗糙表面37-38
• 2.3 模型可行性分析38-42
• 2.3.1 粗糙表面的自仿射性38-39
• 2.3.2 粗糙表面的紋理表征39-41
• 2.3.3 粗糙表面的分形表達41-42
• 2.4 小結42-43
• 3 分形粗糙表面的彈塑性接觸分析43-58
• 3.1 引言43-45
• 3.2 粗糙表面的粗糙度函數45
• 3.3 彈性分形接觸模型45-52
• 3.3.1 接觸應力的計算45-47
• 3.3.2 接觸區(qū)域的確定47-48
• 3.3.3 網格的劃分48
• 3.3.4 方程的離散化48-49
• 3.3.5 影響系數的計算49
• 3.3.6 兩接觸體表面的原始距離49-50
• 3.3.7 方程組的求解50-51
• 3.3.8 Mises應力的計算51-52
• 3.4 彈塑性分形接觸模型52
• 3.5 計算結果與分析52-57
• 3.5.1 彈性接觸分析53-56
• 3.5.2 彈塑性接觸分析56-57
• 3.6 小結57-58
• 4 分形粗糙表面的電接觸分析58-78
• 4.1 前言58
• 4.2 接觸電阻理論58-62
• 4.2.1 接觸電阻的概念與影響因素58-59
• 4.2.2 接觸電阻的形成機理59-60
• 4.2.3 幾種典型的接觸電阻模型60-62
• 4.3 接觸電阻建模62-65
• 4.3.1 表面的微觀形貌62-63
• 4.3.2 實際接觸面積63
• 4.3.3 接觸電阻的計算63-64
• 4.3.4 電流密度的計算64-65
• 4.4 計算與結果分析65-76
• 4.4.1 負載、表面形貌及材料對實際接觸面積的影響66-72
• 4.4.2 負載、表面形貌及材料對接觸電阻的影響72-74
• 4.4.3 電流密度計算74-76
• 4.5 小結76-78
• 5 總結與展望78-81
• 5.1 本文的主要結論78-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻81-88
• 攻讀碩士學位期間所取得的科研成果88

【參考文獻】

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本文編號：339888