微觀粗糙表面的數(shù)值模擬及其對(duì)滾動(dòng)接觸疲勞壽命的影響.pdf

1、眾所周知，任何加工方法都難以使零件表面達(dá)到絕對(duì)的光滑，實(shí)際的零件表面都具有復(fù)雜的微觀形貌。當(dāng)研究的尺度下降或零件的工況條件極其惡劣時(shí)，零件表面微觀形貌的影響不可忽略。本文以滾動(dòng)軸承為應(yīng)用背景，將單個(gè)滾子與滾道的接觸等效為點(diǎn)接觸模型，針對(duì)干摩擦及彈流潤(rùn)滑兩種工況條件，研究了表面微觀形貌對(duì)干接觸及彈流潤(rùn)滑的影響，并進(jìn)一步分析了在兩種工況條件下表面形貌對(duì)次表面應(yīng)力場(chǎng)分布及滾動(dòng)接觸疲勞壽命的影響。
　　使用二維數(shù)字濾波及矩陣線性變換兩種表

2、面模擬方法，選擇指數(shù)型的自相關(guān)函數(shù)，利用MATLAB語(yǔ)言編程模擬了具有指定表面均方根值，自相關(guān)長(zhǎng)度及紋理的高斯表面；使用Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)非高斯序列的轉(zhuǎn)換，編寫了Johnson轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的MATLAB程序，模擬出了具有指定表面均方根值，峰度，偏度，自相關(guān)長(zhǎng)度及紋理的非高斯表面；從表面目標(biāo)表征參數(shù)及自相關(guān)函數(shù)的角度，分別對(duì)比了兩種方法生成的不同類型表面的誤差大小。
　　使用通用的有限元分析軟件ANSYS分析了在干摩擦工況下，微

3、觀表面形貌對(duì)點(diǎn)接觸模型形成的表面力場(chǎng)，次表面力場(chǎng)及滾動(dòng)軸承相對(duì)疲勞壽命壽命的影響。使用ANSYS軟件的APDL參數(shù)化編程語(yǔ)言編寫了含有粗糙表面的球/盤接觸模型的建模及后處理程序，分別研究了高斯與非高斯表面的均方根值，峰度，偏度及紋理特性對(duì)最大接觸應(yīng)力及接觸面積的影響；基于Zeretsky的壽命模型，提取有限元求解的節(jié)點(diǎn)應(yīng)力，分別研究了表面的均方根值，峰度，偏度及紋理特性對(duì)次表面力場(chǎng)分布及滾動(dòng)接觸疲勞壽命的影響。
　　使用多重網(wǎng)格法