第１０卷第４期２０１２年１２月
中国工程机械学报
ＣＨＩＮＥＳＥＪ（）ＵＲＮＡＩ。（）ＦＣＯＮＳＴＲＵＣ，ｒ１（）ＮＭＡＣＨｌＮＥＲＹ
Ｖ０１．１０Ｎｏ．４
Ｉ）ｅｃ．２０１２
粗糙体变形特性对接触过程的应力与应变的影响
赖联锋，高诚辉，黄健萌
（福州大学机械工程及自动化学院，福建福州３５０１０８）
摘要：运用Ｗ—Ｍ函数生成分形粗糙表面，建立一个新的双粗糙体接触模型，采用有限元方法模拟仿真了在粗
糙体不同变形特性条件下的接触过程，并分析了接触表面的应力分布及不同接触位置的塑性应变随深度的变化
规律．结果表明双粗糙接触表面的应力主要集中在个别的较高微凸体上，其应力最大值出现在微凸体肩部区域
的位置；等效塑性应变在不同位置沿深度的变化，呈现出不同的规律，微凸体顶部区域沿深度方向的最大等效塑
性应变均发生在次表层．材料表层下的塑性应变将会导致材料表层中的夹杂或微观缺陷周围萌生微孔和裂纹
源．对比不同变形特性的模型，得出弹塑性一刚体模型的最大应力及应变值都大于弹塑性一弹塑性模型．
关键词：双粗糙表面；接触模型；应力；等效塑性应变；深度
中图分类号：ＴＨ１１７．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７２—５５８１（２０１２）０４—０３７９—０５
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两接触固体表面之问发生的摩擦、磨损和润滑与表面状态和接触情况有关，这是已为大家所熟知的事实．实验容易证实，由于存在表面粗糙度和波度，实际上两固体界面只是在一些较高的微凸体上发生接触，并由这些不连续的微小接触点变形构成了真实的接触面积．这些面积的大小和分布，决定了接触应力的大小、变形的性质和发热的程度，因此也影响接触过程的摩擦学特性［１］．对此，不少学者都致力于寻求确定真实接触情况（如真实接触面积、接触点数目等），以求进一步揭示摩擦和磨损的机理，并为解决一些有关应用技术的课题提供计算方法和实用数据．
基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７５０８５）；福建省自然科学基金资助项目（２０１１Ｊ０１２９９，２０１２Ｊ０１２０６）；福州大学科技发展基金资助项目（２０ｌＯ—ＸＱ一１３）
作者简介：赖联锋（１９８２一），男，博士生．Ｂｍａｉｌ：１ｌｆ２５３１＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ
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