非高斯粗糙表面对弹塑性接触性能的影响

摘要

通过生成具有不同峰度、偏态的各向同性和各向异性非高斯粗糙表面,计算其对弹性和弹塑性接触性能的影响。弹塑性计算基于半解析法(SAM),将塑性应变等效为特征应变,采用特征应变解析解影响系数求得表面残余变形和表层下应力分布,基于各向同性强化准则下的J2流动理论,采用径向返回算法求解塑性应变。接触压力通过共轭梯度法(CGM)求解,采用二维和三维快速傅里叶变换算法(FFT)快速求解残余变形、残余应力等变量。结果表明,不同偏态的表面对接触压力有较大影响;塑性变形导致接触压力明显降低,接触面积比明显增大;各向异性表面具有较大的接触面积比;较大的均方根粗糙度(RMS)导致接触压力明显增大,接触面积比明显减小。