[發明專利]一種確定圓柱界面剛度的計算方法

在審

• 申請號: 201710334470.5
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN107169200A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 潘五九;李小彭;孫猛杰;孫趙寧;楊澤敏;王琳琳
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙)11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種確定圓柱界面剛度的計算方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1.對金屬表面上兩相互接觸的圓柱體，等效處理為一剛性平面和一等效微凸體間的接觸，得到所述等效微凸體和剛性平面間的實際接觸面積a＝πRω；其中，所述ω為所述等效微凸體變形量，所述R為所述等效微凸體的等效曲率半徑；

S2.界面上所述等效微凸體在受載后會相繼經歷彈性、彈塑性和塑性變形三個階段，則所述等效微凸體由彈性變形變為彈塑性變形的臨界彈性變形量和臨界彈性變形面積分別為和其中，μ為界面微動時的動摩擦因數，所述k_μ為摩擦修正系數，所述φ為所述等效微凸體材料的特征系數，所述D為分形維數，所述G為分形粗糙度；

所述等效微凸體處于彈性變形階段的載荷為其中，所述E為界面兩相接觸材料的等效彈性模量，表示為所述E₁，E₂分別表示兩接觸圓柱體材料的彈性模量，所述ν₁，ν₂分別表示兩接觸圓柱體材料的泊松比；

S3.所述等效微凸體由彈塑性變形變為塑性變形的臨界塑性變形量和臨界塑性變形面積分別為和所述等效微凸體在塑性階段的載荷為p_p(a)＝λσ_ya，其中，所述σ_y為相互接觸圓柱體材料中較軟的屈服強度，所述λ為定義的系數，λ＝H/σ_y，所述H為較軟材料的硬度；

S4.所述等效微凸體的材料硬度在現實界面加載中會隨著加載深度而變化，此時，所述等效微凸體在彈塑性階段的載荷為其中，所述n為材料硬度指數，

S5.所述兩相互接觸的圓柱體界面上的分形面積修正分布函數為其中，所述ψ為域擴展系數，所述a_l為所有微凸體接觸中最大的接觸面積，所述τ為圓柱界面的接觸系數當所述兩圓柱體為外接觸時，采用加號計算；當所述兩圓柱體為內接觸時，采用減號計算；其中，R₁和R₂分別為兩相互接觸圓柱面的半徑，L為兩圓柱面接觸長度，F′為單位線長度載荷；

S6.整個圓柱加載界面上的接觸剛度應包含界面上所有微凸體的彈性受載和彈塑性受載，則總的界面上的剛度為

Kn=2.79τλσyae-n(n+1)Dψ1-0.5Dal0.5D(aen-apn)nGD-1(2-D)+23τπ0.5EDψ1-0.5Dal0.5D(3-D)(al0.5-0.5D-ae0.5-0.5D)(1-0.5D)(1-D).]]>