基于材料热参数的摩擦表面接触形变模型

摘要

基于材料热参数对摩擦表面热弹性和热膨胀产生的互逆变形原理,运用Hertz理论和材料本构关系推导出了描述摩擦表面接触变形的理论模型;利用Voss提出的连续随机相加算法思想,模拟分形布朗运动以建立工程粗糙表面;并将模拟表面与理论模型相结合,实现了热参数对摩擦表面粗糙度演变规律的描述。研究表明,摩擦表面的接触形变与其材料的热参数相关;实例分析表明,材料热参数对摩擦表面粗糙度的影响很大,且不同热参数的影响程度不同,从各个参数变化与工程表面的粗糙度变化曲线可以看出,热参数中除热导率与粗糙度变化呈现反比例非线性关系外,其他热参数的变化与粗糙度的变化趋势一致,但是变化曲率的大小有所不同;显然,这种影响程度可用来描述不同材料在摩擦过程中的表面粗糙度动态演变过程。