302 / 2019-09-29 17:22:08

考虑磨屑层的磨损算法研究

有限元,接触磨损,磨屑层,双势算法

计算力学在工程中的应用 > 断裂、疲劳与损伤等行为研究

磨损过程中，若产生的碎屑立刻排出了物体间的接触表面，则可以不考虑其中摩屑层的影响。而实际的磨损过程中，生成的磨损碎屑有部分会存留于物体间的接触表面，从而形成摩屑层。这种包含中间磨屑层的接触行为称作三体接触，磨屑层这种第三体的存在，避免了两种物体间的直接接触，并且第三体存在黏着、滚动以及滑动等运动形式。在某些情况下，磨屑的存在，可以吸收磨损过程中的能量而降低磨损率，例如物体间添加薄膜，形成的三体碎屑保护了物体表面的结构，延长了使用寿命。摩屑层的存在会改变物体间的接触形貌，甚至可能造成压力集中现象。本文将磨损量与磨屑层分别通过两个内变量来表示，并且将磨屑层固结到其中一个接触物体的表面，得到新的接触准则。根据磨屑层的演化情况，分别建立了线性比例磨屑层与变系数磨屑层两种不同磨屑层的磨损模型。通过双势接触算法计算接触压力与相对位移，然后通过Archard磨损模型计算磨损量与磨屑层厚度。通过算例研究了两种磨屑层模型中的磨屑层对接触压力分布与磨损过程的影响。