金屬加工表面以下的薄層區(qū)域與基體的物理、力學(xué)性質(zhì)不同且具有分層特性。本文提出了考慮金屬加工表面層狀組織的接觸建模方法。本文采用理論推導(dǎo)、試驗(yàn)驗(yàn)證和有限元數(shù)值仿真等方法研究金屬加工表面的接觸特性,建立了金屬加工表面層狀組織的變形量與實(shí)際接觸面積、接觸載荷之間的關(guān)系,并提出一種將表面層狀組織等效為彈性模量梯度化的虛擬材料的有限元建模方法。本文主要研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:首先,金屬加工材料的表層結(jié)構(gòu)特征和接觸特性建模方案。首先采用白光共聚干涉顯微鏡測(cè)量45鋼磨削表面的輪廓數(shù)據(jù),然后分析了采樣間隔對(duì)表面輪廓特征的影響。在ANSYS軟件中建立了基于真實(shí)輪廓數(shù)據(jù)的粗糙表面接觸模型,然后分析了采樣間隔對(duì)接觸特性的影響。其次,現(xiàn)有的結(jié)合面接觸研究沒有考慮粗糙表面的層狀特性,本文提出兩種考慮金屬加工表面的層狀組織的接觸建模研究方案:(1)將加工表面的層狀組織等效為彈性模量梯度化的虛擬材料建模方法;(2)基于層狀彈性體系力學(xué)的層狀粗糙表面接觸建模方法。根據(jù)提出的兩種接觸建模研究方案推導(dǎo)了接觸模型。首先將加工表面層狀組織的彈性模量梯度化,依據(jù)Hertz接觸理論推導(dǎo)單個(gè)微凸體的接觸面積、接觸載荷與變形量之間...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1機(jī)械零件表面層物理結(jié)構(gòu)

構(gòu)特征及接觸特性體表面的結(jié)構(gòu)都是較為復(fù)雜的，而且其性質(zhì)具有不確表面的加工方法以及加工之后的處理方法（如淬火、的環(huán)境都由一定的關(guān)系。任意一種加工方法形成的固這些偏差對(duì)摩擦磨損、潤滑等表面相互作用行為有很觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)、納米形貌都是很重要的，所以對(duì)具有很重要的研究意義。的性質(zhì)及其形....

圖2-245鋼磨削表面(Ra=0.8）

后淬火硬化驟冷而形成非晶或者微晶質(zhì)層。在貝氏層下面是結(jié)晶組織和非結(jié)晶組織，在表面加工時(shí)，表面的分子結(jié)構(gòu)被高溫環(huán)境熔化導(dǎo)致流動(dòng)形成的組織，其厚度范圍大約.4-20μm和0.6-40μm。在晶體組織下面就是受切削力影響產(chǎn)生的變形層，變形層因?yàn)槭茼懗潭炔煌譃閮刹糠�，上部因�(yàn)榭拷?...

圖2-3磨削表面的金相組織

后淬火硬化驟冷而形成非晶或者微晶質(zhì)層。在貝氏層下面是結(jié)晶組織和非結(jié)晶組織，在表面加工時(shí)，表面的分子結(jié)構(gòu)被高溫環(huán)境熔化導(dǎo)致流動(dòng)形成的組織，其厚度范圍大約.4-20μm和0.6-40μm。在晶體組織下面就是受切削力影響產(chǎn)生的變形層，變形層因?yàn)槭茼懗潭炔煌譃閮刹糠�，上部因�(yàn)榭拷?...

圖2-4表面輪廓曲線

然會(huì)存在很多的微凸體及凹谷。兩表面的接觸從微凸體開始，受到外載荷作用時(shí)，微產(chǎn)生接觸變形，是影響粗糙表面接觸特性的因素之一。結(jié)合面的接觸參數(shù)有很多，接觸剛度和接觸阻尼只是其中的兩個(gè)重要參數(shù)，而粗糙的微凸體的尺寸和微凸體的分布情況對(duì)接觸剛度和接觸阻尼卻有著一定程度的影響糙表面的表面形....

本文編號(hào)：3960749