基于ABAQUS的陶瓷表面织构化的三维摩擦仿真分析
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表面微织构影响点接触润滑摩擦性能的实验研究_刘洪龙
实验采用 通 用 多 功 能 摩 擦 磨 损 实 验 机 （ UMTIII） ，测试系统由硬件部分、软件控制部分和数据分 析部分组成，如图 1 所示。实验中采用球盘模式实现 点接触形式。实验中上试样钢球静止，下试样钢盘做 不同频率往复运动，如图 2 所示。实验载荷通过加载 模块加载，用接触电阻定性表征球 － 盘摩擦副所处的 润滑状态。实验时，把定量的润滑油注入到储油池 中，且保证充分供油。为了避免润滑油在实验过程中 副产物的影响，润滑油采用基础油且不重复使用。
面上加工出方形微坑。微织构尺寸参数示意图以及与 往复运动方向关系如图 4 所示，箭头所示为往复运动 方向。实验所用微织构参数如表 2 所示。实验中取 0# 试样为无织构光滑表面作为对照组。
1. 2 试样 实验中上试样为光滑钢球，直径为 25. 4 mm，材
料为 45#钢，弹性模量为 210 GPa，泊松比为 0. 3。表 面经过超精加工，Ｒa = 0. 005 μm，远小于下试样钢 盘表面粗糙度，故其表面粗糙度的影响可以忽略。根 据实验仪器的结构特点，用线切割方法将其加工成一
图 6 示出了对应微织构的深度，由三维表面形 貌 仪 （ Nanomap ） 测 得， 该 组 微 织 构 深 度 约 为 30 μm。
图 7、8 分别示出了 2# 试样的表面形貌以及微织 构深度。其中微织构横向边长 LA 不同，而纵向边长 LB，横向间距 LX 以及纵向间距 LY 保持不变。
12
端带有部分球面的销状试样，如图 3 所示。
图 3 球头试样 Fig 3 Pin sample with spherical end
下试样 为 钢 制 方 盘，为 待 测 样 品。钢 盘 尺 寸 为 40 mm × 32 mm × 5 mm，材料为 45#钢，表面经磨削加 工，然后采用激光微造型工艺在磨削表面加工出所需 要的微织构阵列，最后手工用砂纸抛光去除毛刺、熔 融物后表面粗糙度可达到 0. 5 μm。实验时将钢盘通 过 2 个定位销以及 4 个紧固螺钉固定到下试样储油槽 中，实验过程中钢盘随着储油槽做往复运动。 1. 3 实验条件
面上加工出方形微坑。微织构尺寸参数示意图以及与 往复运动方向关系如图 4 所示，箭头所示为往复运动 方向。实验所用微织构参数如表 2 所示。实验中取 0# 试样为无织构光滑表面作为对照组。
1. 2 试样 实验中上试样为光滑钢球，直径为 25. 4 mm，材
料为 45#钢，弹性模量为 210 GPa，泊松比为 0. 3。表 面经过超精加工，Ｒa = 0. 005 μm，远小于下试样钢 盘表面粗糙度，故其表面粗糙度的影响可以忽略。根 据实验仪器的结构特点，用线切割方法将其加工成一
图 6 示出了对应微织构的深度，由三维表面形 貌 仪 （ Nanomap ） 测 得， 该 组 微 织 构 深 度 约 为 30 μm。
图 7、8 分别示出了 2# 试样的表面形貌以及微织 构深度。其中微织构横向边长 LA 不同，而纵向边长 LB，横向间距 LX 以及纵向间距 LY 保持不变。
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端带有部分球面的销状试样，如图 3 所示。
图 3 球头试样 Fig 3 Pin sample with spherical end
下试样 为 钢 制 方 盘，为 待 测 样 品。钢 盘 尺 寸 为 40 mm × 32 mm × 5 mm，材料为 45#钢，表面经磨削加 工，然后采用激光微造型工艺在磨削表面加工出所需 要的微织构阵列，最后手工用砂纸抛光去除毛刺、熔 融物后表面粗糙度可达到 0. 5 μm。实验时将钢盘通 过 2 个定位销以及 4 个紧固螺钉固定到下试样储油槽 中，实验过程中钢盘随着储油槽做往复运动。 1. 3 实验条件
基于ABAQUS的混合陶瓷球轴承接触问题数值分析
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题。 分析 接触 问题 的难 点是 求解 问题之 前不 知道 接 触 区域 的具 体情 况 ， 无法 确 定相 互接触 表面 之 间的 状 态 是 处于 接触 还 是 分 开 ，这 需要 依 据 载荷 、材 料 、边 界条 件和 其它 因素才 能确 定 。 轴 承工 作 时 ， 通常 是多 个 滚动体 承 受负荷 。 混
软件建 立 了陶 瓷球轴 承 简化 的 曲 面 一 球接 触模 型 ，并 进行 了接 触 分析 。 关键 词 ：混 合 陶 瓷球 轴承 ；ＡＢ ＵＳ；接 触 分析 ＡＱ
中图分 类号 ：Βιβλιοθήκη ３ １ Ｐ ９ 文献标 识码 ：Ｂ
混 合 陶瓷球 轴 承 以其 离 心力小 、 刚性 大 、 滚 旋 比小 、 界 润滑 或无润 滑条 件 下摩 擦 因数小 等 优点 边 得 到人 们 的青 睐。 陶瓷球轴 承是 从金 属轴 承发展 而 来 ， 有一 定 的传 承性 ， 具 但是 陶瓷 材料 的物 理 和机
题。 分析 接触 问题 的难 点是 求解 问题之 前不 知道 接 触 区域 的具 体情 况 ， 无法 确 定相 互接触 表面 之 间的 状 态 是 处于 接触 还 是 分 开 ，这 需要 依 据 载荷 、材 料 、边 界条 件和 其它 因素才 能确 定 。 轴 承工 作 时 ， 通常 是多 个 滚动体 承 受负荷 。 混
软件建 立 了陶 瓷球轴 承 简化 的 曲 面 一 球接 触模 型 ，并 进行 了接 触 分析 。 关键 词 ：混 合 陶 瓷球 轴承 ；ＡＢ ＵＳ；接 触 分析 ＡＱ
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混 合 陶瓷球 轴 承 以其 离 心力小 、 刚性 大 、 滚 旋 比小 、 界 润滑 或无润 滑条 件 下摩 擦 因数小 等 优点 边 得 到人 们 的青 睐。 陶瓷球轴 承是 从金 属轴 承发展 而 来 ， 有一 定 的传 承性 ， 具 但是 陶瓷 材料 的物 理 和机
基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法[发明专利]
![基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/c67f9f4e26284b73f242336c1eb91a37f11132db.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011132917.9(22)申请日 2020.10.21(71)申请人 天津大学地址 300350 天津市津南区海河教育园雅观路135号(72)发明人 林彬 赵菲菲 隋天一 王安颖 魏金花 王皓吉 何远评 (74)专利代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201代理人 吴学颖(51)Int.Cl.G06F 30/17(2020.01)G06F 30/23(2020.01)G06T 17/20(2006.01)(54)发明名称基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法(57)摘要本发明公开了一种基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法：测量真实金刚石杯型砂轮几何尺寸，定义砂轮几何模型尺寸；观测砂轮表面形貌，计算砂轮磨粒平均间距，定义六面体磨粒模型；对砂轮几何模型划分网格，建立六面体虚拟格子；初始定位六面体磨粒中心面位于六面体虚拟格子外表面，六面体磨粒在虚拟格子内移动；根据实际磨粒出刃高度，移动磨粒满足条件，确定砂轮三维几何形貌模型；编写GUI插件，调用插件生成杯型砂轮参数化建模输入界面；GUI界面输入参数，自动生成砂轮三维几何形貌模型。
本发明采用六面体磨粒这一种几何形状，与实际金刚石杯型砂轮非常接近，用在数值仿真中，可以更准确的预测和评价砂轮的磨削结果及性能。
权利要求书2页 说明书4页 附图2页CN 112380637 A 2021.02.19C N 112380637A1.一种基于ABAQUS的杯型砂轮三维参数化几何建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：测量真实金刚石杯型砂轮的几何尺寸，定义金刚石杯型砂轮几何模型的尺寸；步骤二：观测金刚石杯型砂轮表面形貌，结合砂轮浓度，计算砂轮磨粒的平均间距，以此定义六面体磨粒模型；步骤三：对金刚石杯型砂轮几何模型进行网格划分，建立六面体虚拟格子；步骤四：初始定位六面体磨粒的中心面位于六面体虚拟格子的外表面，使六面体磨粒在虚拟格子内移动；步骤五：根据实际磨粒的出刃高度，移动磨粒使其满足条件，确定金刚石杯型砂轮三维几何形貌模型；步骤六：编写GUI插件，调用插件生成杯型砂轮参数化建模输入界面；步骤七：在GUI界面输入参数，自动生成金刚石杯型砂轮三维几何形貌模型。
基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发
基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发张庭芳;黄菊花;周敬勇;杨国泰;张莹
【期刊名称】《锻压技术》
【年(卷),期】2005(30)6
【摘要】对近年来兴起的板料成形过程数值模拟新技术研究,提出了一种基于ABAQUS的板料成形数值模拟摩擦模型的二次开发及实现的方法。
对于进一步研究板料成形摩擦模型,在基于ABAQUS的板料成形数值模拟中加入新的摩擦模型提供了一种途径。
【总页数】3页(P27-29)
【关键词】板料成形;ABAQUS;数值模拟;摩擦模型
【作者】张庭芳;黄菊花;周敬勇;杨国泰;张莹
【作者单位】南昌大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG386
【相关文献】
1.基于ABAQUS二次开发TC4线性摩擦焊过程的数值模拟 [J], 陈亮;李文亚;马铁军;李京龙
2.基于ABAQUS二次开发TC4线性摩擦焊过程的数值模拟 [J], 陈亮;李文亚;马铁军;李京龙
3.基于ABAQUS的金属板料激光冲击成形数值模拟 [J], 周建忠;杜建钧;杨超君;刘
会霞;倪敏雄;黄舒
4.板料拉深成形数值模拟摩擦模型及参数化实现研究 [J], 张庭芳;黄菊花;张莹;曾文
5.基于Python的ABAQUS二次开发及在板料快速冲压成形模拟中的应用 [J], 吴向东;刘志刚;万敏;王文平;黄霖
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基于ABAQUS二次开发TC4线性摩擦焊过程的数值模拟
基于ABAQUS二次开发TC4线性摩擦焊过程的数值模拟陈亮;李文亚;马铁军;李京龙
【期刊名称】《中国有色金属学报》
【年(卷),期】2010(020)B10
【摘要】基于ABAQUS／Standard模块，建立TC4线性摩擦焊接过程的二维有限元模型，采用网格重划分与映射技术来处理网格畸变问题，分析线性摩擦焊接接头温度场的演变和轴向缩短量的变化。
结果表明：网格重划分与映射技术能较好地解决网格畸变带来的计算不收敛。
焊接过程的前0．1s内，焊接界面温度迅速升高至1000℃以上，之后接头温度渐趋均匀，接头塑性金属开始被挤出形成飞边，轴向缩短量明显增加；摩擦停止时刻（3s），单边轴向缩短量达到最大值，约为2．7mm。
【总页数】4页(P348-351)
【作者】陈亮;李文亚;马铁军;李京龙
【作者单位】西北工业大学摩擦焊接陕西省重点实验室,西安710072
【正文语种】中文
【中图分类】TG40
【相关文献】
1.TC4-DT钛合金线性摩擦焊过程三维数值模拟 [J], 金俊龙;郭德伦;陶军;张田仓
2.TC4钛合金惯性摩擦焊接过程的数值模拟 [J], 李潍;李慎华;贾成阁;毕海峰;关英俊
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基于ABAQUS软件环件冷轧三维有限元仿真建模分析PPT课件
输入拉伸高度
13
2. Revolution：先作出截面形状，再绕轴线旋转
(1) 作出方形截面：输入对角两点坐标
14
(2) 绕轴线旋转360°
15
轧辊（刚体）
1. Extrusion：圆弧不能超过180°
16
4段90°圆弧组成圆，再拉伸
17
2. Revolution：截面不能封闭
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3. 创建参考点（用来代替刚体整体）
53
ALE自适应网格划分设置
54
ALE自适应网格划分设置
55
ALE自适应网格划分设置
56
场输出定义
场变量输出结果（field output） 这些变量的输出结果来自于整个模型或模型的大部分区
域，被写入数据库的频率相对较低，用来在后处理模块中 生成云纹图、变形位移图、矢量图和XY图 历史变量输出结果（history output）
设定边上的单元数目
97
网格划分方法
设置边上的种子
设定边上的单元数目
98
网格划分方法
设置边上的种子
设定边上的单元大小
99
网格划分方法
设置边上的种子
设定边上的单元大小
100
网格划分方法
设置边上的种子
提示：在设置边上的种子时，在输入单元数目或 大小之前，可以点击窗口右下角的Constraints 按钮，在弹出的对话框中，有以下三种选择。 ✓边上的种子无约束：即网格划分时，边上的节 点数目可以超出或少于种子的数目
105
网格类型
网格划分技术
106
网格类型
网格划分技术，常用的有以下几类
Structured（结构化网格）：一般应用于一些简 单的几何区域，采用该技术的区域显示为绿色 Sweep（扫掠网格）：首先在面上生成网格，然 后沿扫掠路径拉伸，得到三维网格。采用该技术 的区域显示为黄色。 Free（自由网格）：最灵活的网格划分技术，几 乎可以用于任意的几何形状。采用该技术的区域 显示为粉色。
一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法
一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法摘要：本文提出了一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法，该方法采用了ABAQUS/Standard软件中的接触算法，将接触力作为输入，通过ABAQUS/Explicit软件计算材料的磨损量，从而实现对磨损过程的仿真模拟。
本文详细介绍了该方法的实现步骤和仿真结果，并与实验结果进行了对比分析，结果表明，该方法能够准确地模拟材料的磨损过程，为材料的磨损研究提供了一种新的方法。
关键词：ABAQUS；磨损；仿真模拟；接触算法1. 引言磨损是材料在接触过程中产生的一种表面损伤，它对材料的使用寿命和性能有着重要的影响。
因此，对材料的磨损过程进行研究具有重要的理论和实际意义。
传统的磨损研究方法主要依赖于实验手段，但实验方法存在成本高、时间长、难以重复等缺点，同时实验结果也受到实验条件的限制，难以全面反映材料的磨损过程。
因此，磨损仿真模拟成为了研究材料磨损的重要手段之一。
目前，磨损仿真模拟主要依赖于有限元软件的接触算法。
有限元软件可以通过建立材料的几何模型和物理模型，对材料的应力、应变、位移等物理量进行计算。
而接触算法则是用于描述材料之间的接触关系和相互作用的一种算法。
在有限元软件中，ABAQUS是一种广泛使用的有限元软件，它具有强大的接触算法和仿真模拟功能，可以用于模拟材料的磨损过程。
本文提出了一种基于abaqus的磨损仿真模拟方法，该方法采用了ABAQUS/Standard软件中的接触算法，将接触力作为输入，通过ABAQUS/Explicit软件计算材料的磨损量，从而实现对磨损过程的仿真模拟。
本文详细介绍了该方法的实现步骤和仿真结果，并与实验结果进行了对比分析，结果表明，该方法能够准确地模拟材料的磨损过程，为材料的磨损研究提供了一种新的方法。
2. 方法2.1. 建立几何模型建立几何模型是磨损仿真模拟的第一步。
在ABAQUS中，可以通过几何建模模块建立材料的几何模型。
在本文中，我们以轴承为例，建立了轴承的三维几何模型。
织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究
织构化刀具表面摩擦磨损特性与减摩降磨机制研究刘朝伟;杨发展;姜芙林;黄珂;杨宇;赵烁;隋潇斌【期刊名称】《机床与液压》【年(卷),期】2024(52)11【摘要】在刀具表面设计并加工出一定结构的微织构,可大幅改善刀具-切屑表面的摩擦状态。
为了探究不同形态的织构刀具在干摩擦状态下的摩擦磨损特征,通过有限元仿真分析软件ABAQUS对不同织构类型的刀具进行分析,结合刀具的应力状态分布情况分析各类织构对减摩抗磨作用的影响。
同时,利用飞秒激光器在刀具表面加工不同类型的织构并与钛合金磨球进行摩擦磨损实验,测定其摩擦因数,分析不同类型织构刀具表面的磨损情况和形貌。
仿真及试验结果表明:刀具T1应力集中区分布广泛,应力集中严重;相对于T1,刀具T2、T3、T4、T5的等效应力值出现大幅降低,且应力分布较为均匀,其中刀具T4的表面等效应力值最低,且降温效果最优。
上述结果表明:带有不同类型织构的刀具较无织构刀具的摩擦因数均有不同程度降低,一定程度上缓解了刀具表面的黏结磨损,其中T4摩擦因数降低最为显著,减摩效果最为突出。
【总页数】11页(P114-124)【作者】刘朝伟;杨发展;姜芙林;黄珂;杨宇;赵烁;隋潇斌【作者单位】青岛理工大学机械与汽车工程学院;工业流体节能与污染控制教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TH117;TH706【相关文献】1.表面微织构钛合金在不同对摩角度下的减摩抗磨特性∗2.45#钢表面激光织构淬火减摩抗磨复合处理技术研究3.电射流法沉积的ZrO_(2)织构化表面及其摩擦磨损特性4.三角沟槽形织构化硬质合金工作表面动压润滑及减摩特性5.表面微织构铝合金在不同对摩角度下的减摩抗磨特性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
abaqus摩擦接触主面从面弹簧
abaqus摩擦接触主面从面弹簧摩擦接触在工程领域中起着重要的作用，它可用于模拟许多现实世界中发生的力学现象。
在有限元软件ABAQUS中，我们可以通过定义摩擦接触主面和从面之间的弹簧来模拟摩擦接触行为。
以下是关于ABAQUS摩擦接触主面从面弹簧的相关内容。
一、摩擦接触概述摩擦接触是指两个物体或表面之间由于相对运动而产生的阻力。
在ABAQUS中，我们可以通过定义摩擦接触的接触特性来模拟接触面之间的摩擦力和法向力。
摩擦接触可以分为两种类型：有限摩擦和无限摩擦。
有限摩擦是指摩擦接触力随着接触面相对滑动而减小，而无限摩擦是指摩擦接触力保持恒定不变。
二、摩擦接触模型在ABAQUS中，摩擦接触主要有两种模型：基于表面法向力和基于法向位移。
基于表面法向力的模型适用于接触面上没有相对滑动的情况，而基于法向位移的模型适用于接触面上有相对滑动的情况。
这两种模型均可以通过定义各种参数来控制摩擦接触的行为，例如摩擦系数、接触刚度、摩擦角等。
三、摩擦接触主面从面弹簧摩擦接触主面从面弹簧是一种常用的摩擦接触模型，在ABAQUS中也有提供。
该模型将摩擦接触视为主面从面之间采用弹簧元件进行模拟。
根据弹簧的力学性质，我们可以定义摩擦接触主面从面之间的刚度和阻尼等参数，以控制接触行为和摩擦力的大小。
通过调整这些参数，我们可以模拟不同接触情况下的摩擦力和接触行为。
四、ABAQUS中的摩擦接触模拟步骤在ABAQUS中进行摩擦接触模拟的步骤如下：1. 定义模型的几何形状和材料性质。
2. 定义边界条件和加载情况。
3. 定义摩擦接触属性，包括摩擦系数、接触刚度、摩擦角等。
4. 创建摩擦接触主面和从面的面集（Surface）。
5. 定义摩擦接触主面和从面的接触关系，选择适当的接触模型。
6. 运行模拟并分析结果，包括接触力、位移和应力等。
五、注意事项和常见问题在进行ABAQUS摩擦接触模拟时，需要注意以下几点：1. 数据输入准确性：几何形状、材料属性和边界条件的定义应准确无误。
3.1.8在Abaqus-tandard中使用自适应网格的胎面磨损模拟
3.1.8 Tread wear simulation using adaptive meshing in Abaqus/Standard3.1.8在Abaqus / Standard中使用自适应网格的胎面磨损模拟Product: Abaqus/StandardThis example illustrates the use of adaptive meshing in Abaqus/Standard as part of a technique to model treadwear in a steady rolling tire. The analysis follows closely the techniques used in “Steady-state rolling analysis of a tire,” Section 3.1.2, to establish first the footprint and then the state of the steady rolling tire. These steps are then followed by a steady-state transport step in which a wear rate is calculated and extrapolated over the duration ofthe step, providing an approximate consideration of the transient process of wear in this steady-state procedure.本示例说明了在Abaqus / Standard中使用自适应网格划分作为用于对稳定滚动轮胎中的胎面磨损进行建模的技术的一部分。
该分析紧接着使用在“轮胎的稳态滚动分析”第3.1.2节中使用的技术，以首先建立轮胎的足迹，然后建立稳定滚动轮胎的状态。
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摘 要 ： 表面织构技术在降低摩擦、 减小磨损、 改善润滑、 提高承载力等方面具有优异的表现， 并逐渐成为解决摩擦 磨 损 问 题 的 一 种 手 段 。其 中 沟 织 构 型 表 面 织 构 由 于 其 加 工 方 便 、 价格低廉等特点， 成为最具工业应用潜力的一种表 面 织 构 形 式 。运 用 A B A Q U S有 限 元 软 件 对 陶 瓷 材 料 织 构 表 面 在 织 沟 不 同 间 距 、 不同深度时的等效应力和接触温度 进 行 三 维 摩 擦 模 拟 分 析 。仿 真 结 果 表 明 ， 织构型非光滑表面的等效应力、 接触温度均相应小于光滑表面， 织构型表 面可以减少应力集中， 有 效 降 低 摩 擦 接 触 温 度 。对 研 究 织 构 表 面 变 形 机 理 和 进 行 变 形 预 报 有 一 定 的 借 鉴 意 义 。 关键词： 陶瓷； 表面织构； 等效应力； 接触温度； 有限元分析 中图分类号： T G 711; T H 117. 1 文献标识码： A 文章编号： 1008-9233 (2017)03-0042-08
1 . 1 材料属性参 数 设 置 [ 7 ]
1
A B A Q U S 有限元分析
通常的球-盘或者销-盘 接 触 ， 在受力的情况下，
接触面延展成一个近似的平面[4]。本文在分析计 算时， 对模型结构进行了简化， 对接触步长和滑动 速度方向进行了微分处理， 选择较短的一个滑动距 离作为计算模型[5]。 采用一个小圆盘在一个大长方体上滑动的简 化模型来模拟球-盘式摩擦接触行为， 并且球-盘的 变 形 均 在 弹 性 变 形 范 围 内 [5]。为 方 便 分 析 ， 将载 荷、 材料属性、 边界条件作为接触条件， 忽略接触中 涉及到的几何非线性和材料非线性问题， 使其归属 于纯边界非线性问题。这里主要考虑在干摩擦条 件下获得的模拟结果。 为了模拟复杂的摩擦状态， 本文采用修正的库 伦摩擦模型[6]， 即： f Tf= fia„ {Tf = Ts 〈 〒 S (滑动区） (粘结区）
来减小摩擦表面的粗糙度， 从而使表面尽可能光 滑 。然 而 ， 由于材料性质和加工精度的影响， 表面 粗 糙 度 始 终 受 到 限 制 。同 时 ， 越是光滑的摩擦表 面， 越不利于储存润滑油。 随着科学技术的飞速发展， 多种可实现精细加 工的技术被成功应用于表面工程中， 形成了表面织 构 （ Surface Texture ) 。它指在摩擦表面加工出具有 一定几何形貌ห้องสมุดไป่ตู้ 尺寸和分布规律的图案， 从而起到 改 善 摩 擦 副 表 面接触方式和润滑状态的作用。研 究表面织构在不同的工况条件和润滑方式下的工 作机理， 确定最优的表面织构设计方案， 对提高摩 擦表面的摩擦学特性有着较大理论和工程应用价 值， 对提高能源利用率、 延长机器的使用寿命、 环境 保护等均有着重要的意义。 已有的研究结果表明， 根据不同的工况条件和 润滑性能的要求， 通过对表面织构进行优化设计， 能够显著改善摩擦副表面的摩擦学性能。表面织 构技术日益引起了国内外摩擦学学者和工程师浓 厚的兴趣和广泛的关注， 已经成为摩擦学研究领域
上 试 样 材 料 为 AISI 1045M ， 弹 性 模 量 £： = 210GPa ， 材料密度 0=78901^/ m3， 泊松比 w=0. 30,热 传导率 43. 53 W/(m • ° C )， 比热容 474J/(kg • ° C )， 热膨胀系数11. 7 X 10_ 6/ r ;下 试 样 材 料 为 A 1 20 3,弹 性模量£ = 4 2 0 GPa ， 材料密度^ ^ AYSOkg/m3， 泊松比 w=0. 24,热传导率 16. 74 WAm • ° C )， 比热容 840J / (kg • r )， 热膨胀系数 8 X 1 〇 6/ r 。
收 稿 日 期 =2017-04-17 作者简介： 高健（ 1991 一 ） ， 男， 甘肃武威人， 助理工程师， 主要从事结构设计及制造工艺研究与有限元仿真研究。
第 3期 的热点[3]。
高健， 等 :基 于 A B A Q U S 的陶瓷表面织构化的三维摩擦仿真分析
43
下试样使用 Solidworks软件创建并导人， 整体尺寸与 光滑试样一样， 织构形貌尺寸与实际加工尺寸相同。 本研究仅选取典型模型， 如 图 1 所示。
1 . 2 网格划分
〇 引言
摩擦学是研究相对运动的相互作用表面间的 摩擦、 润滑和磨损， 以及三者间相互关系的基础理 论和实践的一门边缘学科， 旨在详细地了解表面的 相互作用规律， 然后在特定的应用中提出改进的方 法[1]。据 统 计 ， 世 界 上 使 用 的 能 源 大 约 有 1/3-1/2 消耗于摩擦。因此研究摩擦副表面间的摩擦学行 为， 无论在理论研究方面， 还是在工程实际应用方 面， 都具有十分重要的意义。 改善表面摩擦学性能的方法主要有润滑技术 和表面工程技术。润滑技术主要是利用润滑剂（ 液 体、 气体、 固体等） 将两摩擦表面分开， 避免两摩擦 表面间的硬性固相接触， 减小摩擦和磨损。表面工 程 技术是对工作表面预处理后， 通过 表 面 涂 覆 、 表 面改性或多种表面工程技术复合处理， 改变固体材 料表面的形态、 化学成分、 组织结构和应力状态等， 以获得所需表面性能的系统工程[2]。传统的表面 工程技术主要是利用抛光、 研磨等表面精加工技术
第 3 5 卷第 3 期 2017年5月
西安航空学院学报 Journal of Xi 7 an Aeronautical University
Vol. 35 No. 3 May. 2 0 1 7
基 于 A B A Q U S 的陶瓷表面织构化的 三维摩擦仿真分析
高 健
S 郭炳岐2
(1.航 天 科 技 集 团 公 司 四 院 四 十 四 所 ， 陕 西 西 安 710025; 2.航 天 科 技 集 团 公 司 四 院 四 ◦ 一 所 ， 陕 西 西 安 710025)