本文關鍵詞：基于分形表征的粗糙表面摩擦磨損特性研究

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【摘要】：摩擦磨損普遍存在于工業(yè)生產(chǎn)中,嚴重影響機械零部件的可靠性和使用壽命,造成了大量的能源與材料浪費。粗糙表面的形貌特征及其接觸特性是摩擦副表面摩擦磨損的根本原因,因此有必要客觀準確地表征粗糙表面并研究其接觸及摩擦機理。本文以分形理論為基礎描述粗糙表面的微觀幾何特征,以ANSYS軟件為工具研究粗糙表面接觸面積、接觸應力、摩擦力及磨損形態(tài)隨接觸狀態(tài)的變化規(guī)律,探索表面的摩擦磨損機制,其具體完成工作如下。(1)利用分形理論,分別建立了二維粗糙輪廓以及三維粗糙表面的分形模型,研究了分形維數(shù)D、粗糙度系數(shù)G對表面形貌、不規(guī)則性的影響。結合統(tǒng)計學參數(shù)表面粗糙度Ra,得到不同分形模型中分形維數(shù)D、粗糙度系數(shù)G與表面粗糙度Ra的對應關系。(2)利用ANSYS有限元分析軟件,建立了粗糙表面與光滑表面接觸的有限元模型,分別研究了粗糙表面與光滑表面在位移載荷和分布載荷作用下的接觸特性,給出了粗糙表面接觸面積、接觸應力隨載荷的變化規(guī)律。研究了分形參數(shù)對粗糙表面接觸特性的影響規(guī)律,即在相同的載荷下,分形維數(shù)D越大,接觸面積越大；粗糙度系數(shù)G越大,接觸面積越小。(3)建立兩粗糙表面間的摩擦接觸模型,分析接觸過程中的真實接觸面積、最大接觸應力以及塑性變形區(qū)域、磨損區(qū)域隨載荷的變化規(guī)律,揭示了材料表面摩擦磨損機理。
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH117

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本文編號：1196727