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基于粗糙表面分形表征新方法的结合面法向接触刚度模型

A joint surface normal contact stiffness model based on a new rough surface fractal characterization method

作     者:孙见君 张凌峰 於秋萍 嵇正波 马晨波 SUN Jianjun;ZHANG Lingfeng;YU Qiuping;JI Zhengbo;MA Chenbo;College of Mechatronic and Electronic Engineering, Nanjing Forestry University;

作者机构:南京林业大学机械电子工程学院 

出 版 物:《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期:2019年第38卷第7期

页      面:212-217页

核心收录:

学科分类:08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基  金:国家自然科学基金(51505230 51375245) 中国博士后基金(2017M611822) 江苏省重点研发计划资助项目(BE2017026) 

主  题:粗糙表面 结合面 接触刚度模型 

摘      要:如何有效预测结合面的接触刚度,是机械结构设计研究的一个重要课题。结合面接触刚度模型主要分为基于统计学特征参数的和基于分形参数的两类。前者依赖于粗糙表面形貌的测量尺度,后者与测量尺度无关。然而,多数研究者在利用分形理论进行建模时,以对应于微凸体接触面积a的尺寸l=a1/2作为微凸体基底尺寸描述微凸体初始轮廓,给出了错误的微凸体变形机制和结合面接触刚度模型。提出了一种基于D,G和最大微凸体高度的粗糙表面轮廓分形表征新方法,探讨了微凸体接触变形机制,建立了与测量尺度无关的粗糙表面接触力学分形模型,揭示了接触刚度的变化规律。研究表明:接触载荷可用表达式Fc=F(E,D,G,h,aL)描述;当结合面上的接触压力小于其屈服强度时,无论微凸体发生何种变形,结合面均因存在有弹性变形的接触点而具有一定的法向接触刚度。

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