本文關(guān)鍵詞：線接觸粗糙表面的分形模擬與接觸特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著機(jī)器向高速高負(fù)荷的方向發(fā)展,高速重載齒輪的齒面常常產(chǎn)生點(diǎn)蝕和膠合失效等損傷。而傳統(tǒng)的齒輪接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算方法存在諸多弊端,因此需要研究一種精確的方法來預(yù)測(cè)齒輪的承載能力以防止出現(xiàn)這些損傷且保證在許用載荷范圍內(nèi)齒輪能夠得到充分的利用。此外,在電氣化設(shè)備中,齒輪的電蝕現(xiàn)象也日益突出,已經(jīng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此需要研究粗糙表面的電接觸問題,采取有效措施來防止電蝕失效的發(fā)生。本文第一部分主要介紹了研究粗糙表面的接觸問題的研究背景和工程意義,詳細(xì)總結(jié)了國(guó)內(nèi)外關(guān)于粗糙表面模擬的研究現(xiàn)狀、粗糙表面接觸模型的研究現(xiàn)狀以及粗糙表面電接觸的研究現(xiàn)狀,并在此基礎(chǔ)上提出了本文的研究?jī)?nèi)容。第二部分提出了一種將x、y兩個(gè)方向的W-M函數(shù)相加的方法,來分形模擬僅在兩個(gè)相互垂直的方向上具有不同表面形貌的粗糙表面；通過改變分形維數(shù)和特征尺度系數(shù)的大小能有效表征粗糙表面的紋理特征；分析了分形維數(shù)和特征尺度系數(shù)對(duì)表面形貌的影響。第三部分提出了兩個(gè)接觸表面均為粗糙表面的彈性接觸模型和彈塑性接觸模型,得到了粗糙表面的接觸應(yīng)力分布、實(shí)際接觸面積分布和Mises應(yīng)力分布。對(duì)比了粗糙表面與光滑表面的接觸應(yīng)力分布和Mises應(yīng)力分布；比較了實(shí)際接觸面積與名義接觸面積的大小；分析了粗糙表面的彈塑性接觸以及粗糙表面形貌對(duì)接觸疲勞強(qiáng)度的影響。第四部分基于所提出的粗糙表面彈塑性分形接觸模型建立了粗糙表面的矩形斑點(diǎn)接觸電阻模型；分析了負(fù)載、表面形貌及接觸體的材料對(duì)實(shí)際接觸面積和接觸電阻的影響；計(jì)算了粗糙表面的平均接觸壓力、平均電流密度以及單個(gè)接觸點(diǎn)的電流密度的分布規(guī)律；得到了在某一恒定載荷下表面的平均接觸壓力、接觸電阻和平均電流密度與表面粗糙度之間的定量關(guān)系。第五部分總結(jié)了本文的主要工作和主要結(jié)論,指出了研究工作存在的不足以及需要進(jìn)一步開展的研究工作。
【關(guān)鍵詞】：粗糙表面 分形模擬 分形接觸模型 實(shí)際接觸面積 接觸電阻 電流密度
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH132.41
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號(hào)表12-14
• 1 緒論14-34
• 1.1 課題研究背景14-15
• 1.2 課題研究意義15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-32
• 1.3.1 粗糙表面模擬研究現(xiàn)狀16-22
• 1.3.2 粗糙表面接觸研究現(xiàn)狀22-30
• 1.3.3 粗糙表面電接觸研究現(xiàn)狀30-32
• 1.4 本文的主要內(nèi)容32-33
• 1.5 小結(jié)33-34
• 2 粗糙表面的分形模擬34-43
• 2.1 引言34-35
• 2.2 分形模擬模型35-38
• 2.2.1 W-M函數(shù)模擬表面輪廓曲線35-36
• 2.2.2 W-M函數(shù)模擬各向同性的三維表面36-37
• 2.2.3 W-M函數(shù)模擬齒輪輪齒粗糙表面37-38
• 2.3 模型可行性分析38-42
• 2.3.1 粗糙表面的自仿射性38-39
• 2.3.2 粗糙表面的紋理表征39-41
• 2.3.3 粗糙表面的分形表達(dá)41-42
• 2.4 小結(jié)42-43
• 3 分形粗糙表面的彈塑性接觸分析43-58
• 3.1 引言43-45
• 3.2 粗糙表面的粗糙度函數(shù)45
• 3.3 彈性分形接觸模型45-52
• 3.3.1 接觸應(yīng)力的計(jì)算45-47
• 3.3.2 接觸區(qū)域的確定47-48
• 3.3.3 網(wǎng)格的劃分48
• 3.3.4 方程的離散化48-49
• 3.3.5 影響系數(shù)的計(jì)算49
• 3.3.6 兩接觸體表面的原始距離49-50
• 3.3.7 方程組的求解50-51
• 3.3.8 Mises應(yīng)力的計(jì)算51-52
• 3.4 彈塑性分形接觸模型52
• 3.5 計(jì)算結(jié)果與分析52-57
• 3.5.1 彈性接觸分析53-56
• 3.5.2 彈塑性接觸分析56-57
• 3.6 小結(jié)57-58
• 4 分形粗糙表面的電接觸分析58-78
• 4.1 前言58
• 4.2 接觸電阻理論58-62
• 4.2.1 接觸電阻的概念與影響因素58-59
• 4.2.2 接觸電阻的形成機(jī)理59-60
• 4.2.3 幾種典型的接觸電阻模型60-62
• 4.3 接觸電阻建模62-65
• 4.3.1 表面的微觀形貌62-63
• 4.3.2 實(shí)際接觸面積63
• 4.3.3 接觸電阻的計(jì)算63-64
• 4.3.4 電流密度的計(jì)算64-65
• 4.4 計(jì)算與結(jié)果分析65-76
• 4.4.1 負(fù)載、表面形貌及材料對(duì)實(shí)際接觸面積的影響66-72
• 4.4.2 負(fù)載、表面形貌及材料對(duì)接觸電阻的影響72-74
• 4.4.3 電流密度計(jì)算74-76
• 4.5 小結(jié)76-78
• 5 總結(jié)與展望78-81
• 5.1 本文的主要結(jié)論78-80
• 5.2 展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間所取得的科研成果88

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：339888