摩擦过程表面形貌动态变化模拟研究

发布时间：2023-05-10 23:10

　　表面形貌是指零件在加工过程中因诸多因素综合作用而残留于零件表面的粗糙度、波度、形状误差及纹理等各种不同形状和尺寸的微观几何形态。摩擦过程中表面形貌动态变化过程的描述,是进一步深入研究表面形貌摩擦学效应的基础。本文根据脆性材料和塑性材料的特点,针对摩擦过程中的表面形貌相互作用问题,基于离散元原理,并利用该原理的一种应用程序——PFC程序,直观地对表面形貌相互作用过程进行了模拟。模拟结果表明在刚性光滑平面与理想粗糙表面相互作用之后,粗糙度变小,表面结构也发生较大变化。并且随着两个接触表面法向接近量的增大,粗糙表面的脱落颗粒数增加,磨损程度加剧。

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
致谢
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 表面形貌表征研究
    1.3 表面形貌相互作用研究的现状
        1.3.1 基于机械流变模型的表面相互作用研究
        1.3.2 机械流变模型的表面形貌参数分析
        1.3.3 国内外现状研究评述
    1.4 课题的来源
    1.5 本论文的主要内容
第二章 离散元方法及PFC 程序
    2.1 离散元法的基本思想
        2.1.1 离散元法的基本原理
        2.1.2 PFC 程序产生的背景及基本假设
        2.1.3 PFC 程序的特点
    2.2 PFC 程序的物理模型
        2.2.1 力一位移定律
        2.2.2 运动定律
        2.2.3 计算方法-动态松弛法
        2.2.4 PFC 程序解题途径
    2.3 物理参数的确定
        2.3.1 边界条件和初始条件
        2.3.2 颗粒单元接触数量
        2.3.3 孔隙度
        2.3.4 滑动摩擦系数
        2.3.5 应力与应变
        2.3.6 时步的确定
        2.3.7 微分密度因子
    2.4 接触本构关系
        2.4.1 接触刚度模型
        2.4.2 滑动模型
        2.4.3 连接模型
    2.5 本章小结
第三章 表面形貌的接触研究及接触模型
    3.1 前言
    3.2 表面形貌的接触
        3.2.1 表面接触过程
        3.2.2 接触面积与接触模型
        3.2.3 理想粗糙表面的接触
        3.2.4 接触应力与接触变形
    3.3 表面形貌接触模型仿真
        3.3.1 表面接触模型的建立
        3.3.2 几种规则粗糙模拟表面
    3.4 理想粗糙表面的接触模拟
    3.5 本章小结
第四章 脆性材料表面形貌作用研究
    4.1 前言
    4.2 脆性材料表面形貌接触模型仿真
        4.2.1 脆性材料表面接触模型
        4.2.2 给定法向接近量下表面形貌相互作用
    4.3 法向接近量为 1.3 μm 时的分析结果
        4.3.1 颗粒单元速度
        4.3.2 颗粒单元位移
        4.3.3 摩擦系数
    4.4 法向接近量与颗粒单元脱落数关系
    4.5 本章小结
第五章 塑性材料表面形貌作用研究
    5.1 前言
    5.2 塑性材料表面形貌接触模型仿真
        5.2.1 塑性材料表面接触模型
        5.2.2 给定法向接近量下表面形貌相互作用
    5.3 法向接近量为 1.3 μm 时的分析结果
        5.3.1 光滑平面水平移动速度
        5.3.2 摩擦系数
    5.4 法向接近量与颗粒单元脱落数关系
    5.5 本章小结
第六章 总结
    6.1 总结
    6.2 需要进一步研究的问题
参考文献



本文编号：3813678