机械结合面静动态基础特性参数的理论模型与计算方法研究

项目名称： 机械结合面静动态基础特性参数的理论模型与计算方法研究

项目编号： No.51275407

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 傅卫平

作者单位： 西安理工大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 针对干摩擦固定结合面，研究其静动态基础特性参数，即单位面积结合面静、动态法向和切向接触刚度和接触阻尼的理论计算问题。提出特定纹理形貌分形表面的生成与评定方法，采用合成离散傅里叶变换方法和迭代最近点算法，建立最接近特定实验表面的微观形貌模型。将统计接触模型和分形接触模型结合起来，在基本微观接触模型基础上，提出考虑静态及动态条件下各向异性粗糙表面弹性/弹塑性/塑性变形、摩擦滑移、微凸体相互作用及侧向接触的扩展微观接触模型的建模方法。提出多水平离散迭代数值计算方法，求解扩展微观接触模型，对接触载荷、接触面积、接触变形、摩擦滑移、能量损耗进行仿真分析。提出验证微观接触模型的间接定量评定和直接定性观测相结合的实验方法，对扩展微观接触模型进行实验分析验证。提出基于微观形貌模型和扩展微观接触模型的结合面基础特性参数理论模型、计算方法和实验方法，揭示并阐明影响结合面基础特性参数的微观机理和宏观规律。

中文关键词： 接触刚度；接触阻尼；微凸体相互作用；侧向接触；各向异性

英文摘要： Aiming at dry-friction fixed joint surfaces, we will study on the theoretical computation for static and dynamic basic characteristic parameters of machined joint surfaces, i.e. static and dynamic normal and tangential contact stiffness and contact damping at unit area. We will propose generating and evaluating method for the fractal surfaces with specific texture morphology, building a micro-topography model most close to the specific test surface by using synthesized Discrete Fourier Transform (DFT) and Iterative Closest Point (ICP). Using the basic micro-contact model and combining statistical contact model with fractal contact model, we will develop a modelling method for extended micro-contact models, considering elastic /elastic-plastic/plastic deformation, friction-slip, asperity interactions and lateral contact between anisotropic rough surfaces. We will put forward a multi-level discrete iterative numerical computational approach to solve the extended micro-contact models, analyze contact load, contact area, contact deformation, friction-slip and energy dissipation. We will give a experimental approach to combining indirectly quantitative evaluating and directly qualitative observating for analysis and verification of the extended micro-contact models. We will bring forward the theoretical model, compu

英文关键词： contact stiffness；contact damping；interaction between asperities；lateral contact；anisotropy