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李成雅;丁岳;梁玄明;王刚凤

一种基于Greenwood Williamson理论的具有凹凸相互作用的改进弹塑性接触模型。 （英语） Zbl 1530.74055号

机械学报。 234，编号11，5187-5201（2023）.
真实接触面积在摩擦学中起着至关重要的作用。然而，由于缺乏微凸体相互作用，很少有接触模型能够在非常大的接触分数下给出准确的载荷-面积关系。在这项工作中，针对弹塑性粗糙表面提出了一种改进的Greenwood Williamson模型。为了以简单的方式包含微凸体相互作用，接触点的随机分布被视为六边形分布，其在表面上具有相同的整体各向同性特性。然后用有限元方法模拟典型的粗糙度，并计算几乎完全接触的载荷-面积关系。研究发现，表面形貌和材料性质决定了小接触分数下的初始线性关系，微凸体之间的相互作用与接触分数密切相关，并导致比忽略微凸体相互作用时更大的载荷。通过与初始接触时的增量等效接触模型进行比较，进一步建立了一般粗糙表面的载荷-面积关系。对典型粗糙表面的直接模拟验证了高级载荷-面积关系在大范围接触分数范围内的准确性。这一结果为进一步分析摩擦学中的摩擦、磨损和密封提供了基础。

MSC公司：

74M15型 固体力学中的接触
74C05型 小应变率相关塑性理论（包括刚塑性和弹塑性材料）
第74S05页 有限元方法在固体力学问题中的应用

关键词：

六边形接触斑点分布;荷载-面积关系;几乎完全接触;有限元法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{C.-Y.Li}等人，《机械学报》。234，编号11，5187--5201（2023；Zbl 1530.74055）
全文： 内政部

参考文献：

[1] 穆瑟，MH；Dapp，WB；Bugnicourt，R。；Sainsot，P。；Lesaffre，N。；路易斯安那州卢布勒支；伯森，BNJ；哈里斯，K。；Bennett，A。；舒尔茨，K。；Rohde，S.，《迎接接触力学挑战》，Tribol。莱特。，65, 4, 118 (2017) ·doi:10.1007/s11249-017-0900-2
[2] 波登，FP；Tabor，D.，静止表面和运动表面之间的接触面积，Proc。R.Soc.A，169，938，391-413（1939）·doi:10.1098/rspa.1939.0005
[3] Archard，JF，弹性变形与摩擦定律，Proc。R.Soc.伦敦。序列号。数学。物理学。科学。，243, 1233, 190-205 (1957) ·doi:10.1038/172169B0
[4] 格林伍德，JA；Williamson，JBP，标称平面的接触，Proc。罗伊。Soc.伦敦。A、 295300-319（1966年）·doi:10.1098/rspa.1966.0242
[5] 衬套，AW；吉布森，RD；托马斯，TR，粗糙表面的弹性接触，磨损，35，87-111（1975）·doi:10.1016/0093-6413（76）90006-9
[6] Chang，WR；蚀刻，I。；Bogy，DB，粗糙表面接触的弹塑性模型，ASME J.Tribol。，101, 257-263 (1987) ·数字对象标识代码：10.1115/1.3261348
[7] Zhao，T。；Feng，YT，粗糙球体的扩展Greenwood-Williamson模型，ASME。J.应用。机械。，85, 10, 101007 (2018) ·数字对象标识代码：10.1115/1.4040537
[8] 宋，H。；瓦基斯，AI；刘，X。；Van der Giessen，E.，考虑尺寸相关塑性和微凸体相互作用的粗糙表面接触统计模型，J.Mech。物理学。固体，106，1-14（2017）·doi:10.1016/j.jmps.2017.05.014
[9] 元，WK；吉咪·朗；丁，Y。；Wang，GF，粗糙表面的统计接触模型：表面张力的作用，国际固体结构杂志。，138, 1, 217-223 (2018) ·doi:10.1016/j.ijsolstr.2018.01.014
[10] 伯森，BNJ，《橡胶摩擦和接触力学理论》，J.Chem。物理。，115, 8, 3840-3861 (2001) ·数字对象标识代码：10.1063/1.1388626
[11] 卡蓬，G。；Bottiglione，F.，Asperity接触理论：它们预测接触面积和载荷之间的线性吗？，J.机械。物理学。固体，56，82555-2572（2008）·Zbl 1171.74387号 ·doi:10.1016/j.jmps.2008.03.011
[12] 阿伯特，EJ；费尔斯通，FA，《指定表面质量——一种精确测量和比较方法》，J.Mech。工程师，55，569-572（1933）
[13] 翟，C。；Hanaor，D。；Gan，Y.，通过截断分析的多尺度表面接触刚度，国际力学杂志。科学。，131-132, 305-316 (2017) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2017.07.018
[14] 王，GF；梁，XM；Yan，D.，粗糙表面的增量等效圆形接触模型，ASME J.Tribol。，143, 8, 081503 (2021) ·数字标识代码：10.1115/1.4050602
[15] 王，SH；元，WK；梁，XM；Wang，GF，高斯粗糙表面平坦化的新分析模型，Eur.J.Mech。A/固体，94104578（2022）·Zbl 1493.74082号 ·doi:10.1016/j.euromechsol.2022.104578
[16] 丁，Y。；梁，XM；Wang，GF，应变硬化固体粗糙表面的增量接触模型，国际期刊应用。机械。，14, 2250088 (2022) ·doi:10.1142/S17588251225008880
[17] 沈，F。；李，YH；Ke，LL，一种基于尺寸分布规律的新型分形接触模型，Int.J.Mech。科学。，249, 108255 (2023) ·doi:10.1016/j.ijmecsci.2023.108255
[18] 诺威尔，D。；希尔斯，DA，地面赫兹接触，ASME J.Tribol。，111, 175-179 (1989) ·数字对象标识代码：10.1115/1.3261869
[19] Ciavarella，M。；格林伍德，JA；Paggi，M.，Greenwood和Williamson接触理论中的相互作用，Wear，265729-734（2008）·doi:10.1016/j.wear.2008.01.019
[20] 阿夫费雷特。；卡蓬，G。；Demelio，G.，《相互作用和合并赫兹微凸体：一种新的多微凸体接触模型》，Wear，278-27928-33（2012）·doi:10.1016/j.ear.2011.12.013
[21] 王，GF；吉咪·朗；冯晓强，粗糙表面弹性接触的自洽模型，机械学报。，226, 2, 285-293 (2015) ·兹比尔1323.74059 ·doi:10.1007/s00707-014-1177-2
[22] 赵，YW；Chang，L.，粗糙表面弹塑性接触中的微凸体相互作用模型，ASME J.Tribol。，123, 857-864 (2001) ·数字对象标识代码：10.1115/1.1338482
[23] Vakis，AI，粗糙表面接触统计总和模型中的Asperity相互作用和基底变形，J.Appl。机械。，81, 4, 041012 (2014) ·doi:10.1115/1.4025413
[24] 张，S。；宋，H。；桑德菲尔德，S。；刘，X。；Wei，YG，考虑三维正弦微凸体和微凸体相互作用的粗糙表面接触离散Greenwood-Williamson建模，ASME J.Tribol。，141, 12, 121401 (2019) ·doi:10.1115/1.4044635
[25] 江，WG；苏，JJ；冯晓强，表面粗糙度对薄膜纳米压痕试验的影响，工程分形。机械。，75, 17, 4965-4972 (2008) ·doi:10.1016/j.engfracmech.2008.06.016
[26] 李，S。；姚，QZ；Li，QY；冯，XQ；Gao，HJ，规则图案多界面的接触刚度，J.Mech。物理学。固体，111277-289（2018）·Zbl 1441.74140号 ·doi:10.1016/j.jmps.2017.10.019
[27] 普伦，J。；Williamson，JBP，《粗糙表面的塑性接触》，Proc。R.Soc.A，327159-173（1972）·doi:10.1098/rspa.1972.0038
[28] Persson，BNJ，随机粗糙表面之间的弹塑性接触，Phys。修订稿。，87, 11, 116101 (2001) ·doi:10.1103/PhysRevLett.87.116101
[29] 李，CY；Wang，GF，带微凸体相互作用的修正Greenwood-Williamson接触模型，机械学报。(2023) ·Zbl 1522.74083号 ·doi:10.1007/s00707-023-03538-x
[30] Kanafi，M.M.：表面生成器：人工随机粗糙表面。https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/60817-surface-generator-artificial-randomly-rough-surfaces网站 (2020). 2020年9月30日访问
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