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基于延性断裂的球形接触粘着磨损建模

在各种类型的磨损形式中，粘着磨损被认为最不可避免，表现为接触的粗糙体之间因很强的粘着结合而发生材料转移。由于该磨损过程的复杂性，粘着磨损的物理机制仍然是摩擦学领域尚未理解的问题之一。本研究在弹塑性粗糙体接触模型^[1]的基础上，基于材料的延性失效准则，采用有限元方法建立了球形粗糙体粘着磨损和摩擦力演化的三维模型。接触界面采用全粘接触条件以模拟接触界面的强粘附作用。基于材料失效准则的裂纹扩展可以模拟以磨粒为形式的粗糙体磨损过程。本研究讨论了摩擦随切向载荷的增加和滑动起始的变化规律，以及法向载荷对磨粒形状和体积的影响，并将预测的磨损系数、静摩擦系数和动摩擦系数与文献中实验结果进行了比较。