摘要：文章基于分形几何理论,考虑机械结合面微凸体间的相互作用对结合面接触特性的影响,同时考虑微凸体发生弹塑性变形的两个阶段,得出考虑微凸体间相互作用的单个微凸体的弹性临界变形;从而建立考虑微凸体间相互作用的单个微凸体各变形阶段接触载荷、接触刚度理论模型;进一步建立考虑微凸体间相互作用的结合面真实接触载荷、接触刚度分形理论模型,并进行无量纲处理,分别得出接触载荷、接触刚度与接触面积之间量纲为一的关系式。通过仿真分析对比,可见考虑微凸体间相互作用时单个微凸体的临界变形小于不考虑微凸体间相互作用时,而对应的微凸体接触载荷、接触刚度则大于不考虑微凸体间相互作用时。对比考虑微凸体间相互作用时不同分形维数对结合面接触载荷、接触刚度的影响,得出考虑微凸体间相互作用时分形维数增大结合面接触载荷、接触刚度呈增大趋势。

摘要：机械密封在运行时密封界面热力及摩擦状态多变,为了探究机械密封运行时的界面热力及磨损等特性,使用非接触3D形貌仪,获得摩擦界面微观形貌信息,逆向构造摩擦界面三维模型,基于该模型对密封环摩擦过程进行分析,进一步得出摩擦界面的Von Mises应力、热源、振动、磨损区域、磨损量等相关特性。结果表明,在同一时刻SiC-SiC组的磨损面积均小于SiC-C组;SiC-C组摩擦界面的热源分布相比于SiC-SiC组更加复杂;密封环启动瞬间SiC-C组的法向加速度远大于SiC-SiC组;SiC-C组的磨损量约为SiC-SiC组的3倍。

摘要：节理在压剪作用下,仅仅是一小部分较陡微凸体发生接触而相互作用。以往在描述粗糙度时是考虑整个形貌面微凸体的分布特点,这使得所得粗糙度指标弱化了较陡微凸体作用而强化了较平缓微凸体对剪切强度的作用(实际上大多平缓微凸体在剪切过程中未接触)。为考虑实际接触节理的粗糙度,基于Grasselli视倾角分布函数研究了不同视倾角的面积比含量,分析了较陡接触微凸体对节理抗剪强度的作用。对于完全耦合的并且没有填充物的节理,当承受法向荷载时,节理少部分接触微凸体会发生弹性变形,在最初接触的微凸体部分会发生屈服。随着法向应力继续增加,会有更多的微凸体相互接触并发生屈服,这一过程会连续发生直至相互接触的微凸体面积足够大能够承受给定法向荷载的作用。因此,所有接触微凸体中的最小倾角为在一定荷载作用下刚好屈服的微凸体的倾角。对于岩石节理在法向应力下的剪切问题,实际接触面积可以近似认为是作用在节理面上法向荷载除以岩石的单轴抗压强度。考虑实际接触部分节理微凸体分布特征,获取了实际接触节理微凸体平均有效视倾角,得到了合理的三维粗糙度指标。采用巴西劈裂试验方法获取岩石节理面,扫描并获取了节理形貌坐标数据,用以研究节理表面粗糙度。节理峰值剪胀角反映了在某一法向应力下节理的剪切性质,并且可以准确的反映节理峰值抗剪强度。对比分析了实际接触节理粗糙度与节理峰值剪胀角趋势变化,结果表明节理粗糙度新指标可以与节理峰值抗剪强度很好地联系起来。

摘要：论述了切削过程切屑卷曲的主要机理,利用该理论通过试验手段,验证并分析了边界润滑状态下,被切削工件表面微凸体油膜弹性支承问题,进一步论证了“微凸体油膜弹性支承效应”的客观存在。

摘要：以冷轧薄钢板冲压过程合理形貌的摩擦学设计为基础,对采用YAG脉冲激光器加工轧辊表面的微凸体形貌的机理进行了分析,并对主要加工参数的控制进行了试验研究。试验证明:激光输入功率密度在33kW/cm^2≤ρ_(S,P)≤75kW/cm^2范围内,离焦量+0.10～+0.15mm,激光扫描频率5Hz,脉宽分别为0.5ms,并采用功率增益功能,氩气保护时,可以加工出微凸体形貌。微凸体形貌制备试验的成功为进一步研究平整形貌复映关系和研究具有规则光滑凹坑表面形貌冷轧薄钢板的冲压性能提供了基础。

摘要：经典的GW(Greenwood和Williamson)模型假设微凸体均为弹性,并没有考虑到微凸体磨损后曲率半径变化的情况。在经典赫兹接触理论与GW模型基础上推导出微凸体曲率为定值时的摩擦面剪切刚度公式。根据Mohr-Coulomb准则探讨了单个微凸体在法向压力与切向摩擦力作用下的屈服点位置,推导出单个微凸体所能承受的临界压力公式,由临界压力公式发现压力与微凸体曲率半径一一对应。提出一个考虑微凸体磨损的摩擦模型,结合单个微凸体临界压力公式与微凸体为定值时的摩擦面剪切刚度公式,得出了考虑微凸体曲率半径变化的摩擦面剪切刚度公式。该模型计算结果真实反映了试验情况:对于确定粗糙度的岩石表面,随着压力增加岩石表面逐渐变平缓;对于不同粗糙度岩石表面,随着粗糙度增加岩石表面更容易被磨平。

摘要：为了研究圆锯片的消音降噪机理,基于Hertz接触理论构建一种微凸体-刚性平面法向振动接触模型。将微凸体的接触变形分为弹性、弹塑性和塑性三种状态,探究微凸体法向接触载荷与接触变形之间的关系。类比海洋岛屿的分布规律,结合单个微凸体的法向接触力拓展得出整个球-平面接触界面法向接触载荷的分布规律,对球-平面阻尼接头的法向接触特性进行仿真,分析不同影响因素对法向接触特性的影响规律。结果表明,整个球-平面接触载荷随着接触面积的增加而增加;当接触面积一定时,弹性载荷随着分形粗糙度的增大呈非线性增大,随着分形维数的增大呈非线性减小;弹塑性载荷随着分形维数的增大先减小后增大;塑性载荷随着分形维数的增大而增大。

摘要：提出一种基于缝隙波导的可分离且可同时测量接触电阻和无源互调(PIM)的电接触PIM测试方法,并在此基础上研究了金属接触PIM的统计行为。通过接触样品的表面形貌和成分表征,确定了铝合金和镀银铝合金待测件表面存在的氧化膜是产生PIM的主要原因;在几种不同压强下利用四线法多次重复加载后,测量了接触电阻并获得了其统计规律;利用设计的缝隙波导工装测试了铝合金和镀银铝合金金属接触界面接触电阻、PIM和接触压力之间的关系。实验结果表明,在特定压力下的接触电阻具有统计分布特性,其PIM值也随之具有波动性;随着接触压力的增大,接触电阻与PIM值总体上都呈现下降的趋势,且波动范围随之减小。

摘要：为更加准确地描述机械磨削表面的接触刚度,本文在现有统计分析理论的基础上,提出了一种新的粗糙表面接触模型。模型针对接触表面微凸体形貌,将原有的球体假设采用cos函数曲线回转体代替,在假设形貌的基础上重新解算了微凸体弹塑性变形的临界压入深度,推导出了接触区域真实接触压力与接触刚度关系表达式。通过数值仿真方法得到了不同塑性指数下平均距离、接触刚度与接触压力之间的变化关系。对比结果显示,随着塑性指数的增大,本文模型的平均距离与球形模型的平均距离之间的差值逐渐增大。在接触刚度方面,本文模型相比球形模型更加贴近实验结果,并且随着塑性指数的增加,球形模型与本文模型之间的差值越来越大。本文模型结果与实验数据的相对偏差能够控制在5%以内,从而验证了本文模型的正确性,为更加准确地描述磨削表面零件的接触行为提供理论基础。

摘要：泛形理论是继混沌理论、分形理论及孤立子理论之后新发展出来的一种非线性理论方法。依据激光共聚焦显微镜测试得到的粗糙表面的轮廓形貌,应用计盒法计算了粗糙表面轮廓形貌的泛形复杂度;根据所得结果绘制了度量尺码与测度在双对数坐标下的规律变化图,取线性拟合度最好区域为微凸体尺度自相似区间;最后基于微凸体尺度的上下限参数建立了粗糙表面形貌表征的接触刚度模型。研究表明:在泛形复杂度一定的情况下,结合面法向接触刚度随着法向载荷的增大而增大,二者表现为非线性关系;泛形复杂度越大,结合面法向接触刚度越大。研究结果可为现代高精度机床设计提供理论参考。