一种点接触粗糙表面摩擦行为的预估方法研究*

曹海龙,师俊平

(1.延安大学 建筑工程学院,陕西 延安 716000;2.西安理工大学 土木建筑工程学院,陕西 西安 710048)

0 引 言

随着机械零件的精密化发展,对于加工设备可靠性的要求越来越严格。其中,接触界面的接触特性是影响设备可靠性的关键因素之一。

目前,通过在接触界面间添加润滑剂,是提高接触界面接触特性的有效方式。而关于该类界面的研究主要包括粗糙表面和弹性流体动力润滑(EHL)两个方面:

一方面,国内外学者关于粗糙表面进行了大量的研究[1-2],其中,应用最多的是GREENWOOD和WILLIAMSON[3-4]提出的GW模型。GW模型是基于Hertz接触理论,将单个微凸体与弹性半空间的接触扩展到整个粗糙表面,获得了接触区域上的真实压力分布;李小彭等[5-6]基于分形理论将微凸体的变形分为弹性、弹塑性以及塑性变形,同时考虑了摩擦系数对连接界面接触刚度的影响。

另一方面,关于弹流动力润滑的研究主要包括线接触和点接触两方面。CHENG[7]首先针对连接界面间的弹性流体动力润滑开发了一种模型,该模型适用于分析微凸体为椭圆的Hertz接触;HAMROCK和DOWSON[8]对球轴承的EHL分析进行了全面的研究,结果显示,通过理论模型获得的结果与试验数据具有一致性;肖慧芳等[9]通过建立不同润滑状态下的滑动粗糙界面模型,研究了线接触滑动粗糙界面的动摩擦特性,获得了润滑状态下线接触粗糙表面的摩擦系数。为了精确预测接触中心的压力和油膜厚度,部分学者提出了采用多级求解器的方法计算接触中心油膜厚度。……