【摘要】：隨著機(jī)床研發(fā)的微型化和高精度化需求,機(jī)床導(dǎo)軌結(jié)合面的接觸行為對(duì)機(jī)床整機(jī)有著越來越重要的影響。傳統(tǒng)力學(xué)是在大尺度下來進(jìn)行結(jié)合面接觸行為的分析研究的,忽略了許多小尺度下的參數(shù)信息。在微觀狀態(tài)下,工程實(shí)際接觸表面其實(shí)是許多微凸體之間的相互接觸。這種接觸行為也是現(xiàn)代摩擦學(xué)的重點(diǎn)研究問題。目前針對(duì)表面接觸問題的分析都是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法或者實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來進(jìn)行的,前者不具備工程實(shí)際中的時(shí)變行,而后者的工作量太大。本文首先對(duì)粗糙表面的表征方法做了介紹分析,對(duì)比研究后采用了基于分形理論的數(shù)值模擬方法和基于實(shí)測(cè)表面形貌數(shù)據(jù)逆向建模方法來表征粗糙表面形貌。本文借助LI-3型表面形貌測(cè)量?jī)x對(duì)不同粗糙度(Ra=3.2、Ra=1.6、Ra=0.8)的鑄件加工的實(shí)驗(yàn)試件進(jìn)行了三維形貌測(cè)量,得出了形貌數(shù)據(jù)。對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)位置的截取,得到該位置的二維輪廓曲線。運(yùn)用結(jié)構(gòu)函數(shù)法分析了截取的數(shù)據(jù),驗(yàn)證了工程實(shí)際表面具備分形特征并得出了相關(guān)分形參數(shù)。根據(jù)計(jì)算所得的分形參數(shù),結(jié)合W-M函數(shù),運(yùn)用Matlab軟件建立了對(duì)應(yīng)的分形模擬表面模型。對(duì)實(shí)測(cè)和分形模擬的兩種表面形貌模型的形貌數(shù)據(jù)做了相應(yīng)格式轉(zhuǎn)化,導(dǎo)入Solidworks軟件建立對(duì)應(yīng)的表面實(shí)體模型,繼而借助ANSYS有限元分析軟件建立有限元接觸模型,不同粗糙度情況下分別對(duì)兩種模型的接觸狀態(tài)仿真分析。對(duì)比仿真結(jié)果,尋找兩種類型模型之間的參數(shù)變化規(guī)律,得出一定條件下分形模擬表面能夠代替工程實(shí)際表面進(jìn)行“事前”分析。本文還對(duì)相同粗糙度情況下不同采樣長(zhǎng)度所得的實(shí)測(cè)粗糙表面形貌模型分別做了接觸分析,總結(jié)了5種不同采樣長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)實(shí)測(cè)表面形貌模型的接觸面積、最大變形量與載荷的曲線關(guān)系圖。對(duì)后續(xù)研究建立一個(gè)只關(guān)系于一定參數(shù)的統(tǒng)一多尺度模型,是有良好的驗(yàn)證和參考價(jià)值的。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG502;O189
【圖文】：

圖１．２真實(shí)的粗氃表面間接觸逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅａｌ邋Ｃｏｎｔａｃｔ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｒｏｕｇｈ邋ｓｕｒｆａｃｅｓ逡逑表面接觸的研究，實(shí)際上就是運(yùn)用日益發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)兩為進(jìn)行模巧，通過相應(yīng)的軟件來分析其接觸過程中各種變化機(jī)面微凸體之間的接觸，首先要解決的就是如何表征研究對(duì)象的前發(fā)達(dá)的數(shù)字化技術(shù)，用蘭維表面形貌數(shù)字化技術(shù)研究表面微變形過程己經(jīng)成為可能，但是目前對(duì)于真實(shí)接觸表面的表征仍空間Ｗ。前受到硬件條件的限制，多是采用數(shù)學(xué)的方法來描形貌，從某種程度上來說，并不能真實(shí)地反應(yīng)粗精表面的接觸過面形貌測(cè)量?jī)x器得到了廣泛的運(yùn)用，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力也在不相關(guān)分析軟件的高速發(fā)展，使得人們完全有可能對(duì)接觸表面進(jìn)化處理，為基于Ｈ維真實(shí)粗髓表面的形貌數(shù)據(jù)、從微觀角度研性接觸問題提供了良好的契機(jī)。逡逑

逑姦逡逑圖１．１放大尺度后的工程表面逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ邋ｓｕｒｆａｃｅ邋ａｆｔｅｒ邋ｓｃａｌｅ邋ｅｎｌａｒｇｅｄ逡逑Ｍ５－００＜ＵＵ逡逑Ｖ＿逡逑圖１．２真實(shí)的粗氃表面間接觸逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｒｅａｌ邋Ｃｏｎｔａｃｔ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｒｏｕｇｈ邋ｓｕｒｆａｃｅｓ逡逑對(duì)于粗氃表面接觸的研究，實(shí)際上就是運(yùn)用日益發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)兩粗糖逡逑表面的接觸行為進(jìn)行模巧，通過相應(yīng)的軟件來分析其接觸過程中各種變化機(jī)理。逡逑要模擬粗蠟表面微凸體之間的接觸，首先要解決的就是如何表征研究對(duì)象的Ｈ維逡逑形貌�；谀壳鞍l(fā)達(dá)的數(shù)字化技術(shù)，用蘭維表面形貌數(shù)字化技術(shù)研究表面微觀彈逡逑塑性及接觸變形過程己經(jīng)成為可能，但是目前對(duì)于真實(shí)接觸表面的表征仍然擁逡逑有很大的研究空間Ｗ。前受到硬件條件的限制，多是采用數(shù)學(xué)的方法來描述粗逡逑獵表面的Ｈ維形貌，從某種程度上來說，并不能真實(shí)地反應(yīng)粗精表面的接觸過程。逡逑現(xiàn)在

輪廓儀Ｐ２３，大致原理為通過傳感器感應(yīng)觸針的上下波動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，逡逑經(jīng)相匹配的計(jì)算機(jī)處理，輸出數(shù)據(jù)文件。ＬＩ－３型表面形貌測(cè)量?jī)x（全稱ＬＩ－３型激逡逑光干涉金剛石觸針式表面形貌測(cè)量?jī)x，其整體及主要工作部分如圖３．＾圖３．３所逡逑示）就運(yùn)用了上述基本原理。逡逑媝＇：\觶幻灌竳柎罀陭撳義弦�，；＂ｕＸ◆欮辶x賢跡常卞澹蹋桑承捅礱嫘蚊膊飭懇清義希疲椋紓常卞澹疲幔悖椋幔戾澹歟海錚穡錚紓潁幔穡瑁澹恚澹幔螅酰潁澹恚澹睿翦澹椋睿螅簦潁酰恚澹睿翦澹錚駑澹眨沖義希玻峰義

本文編號(hào)：2769683