螺栓结合面的三维弹塑性接触的有限元分析

摘要

为揭示螺栓结合面的微观接触机理,探究不同加载下三维表面粗糙度参数的变化,基于实测的三维形貌数据,建立了螺栓结合面的三维弹塑性有限元接触模型;进一步通过提取有限元模型表面节点坐标及其变形量,重构受压后的三维形貌。测得的表面粗糙度峰值高度明显降低,其三维粗糙度参数S_(a)、S_(q)、S_(p)、S_(v)和S_(z)随着装配载荷的增加而逐渐降低,粗糙表面接触面积逐渐增加。最大的Von Mises应力发生在表面轮廓的波峰处。数值算例的结果表明,建立的数值模型反映了螺栓结合面真实的三维形貌,具有较高的建模精度,实现了装夹塑性变形后粗糙表面三维形貌的预测。