刚性基底上弹性薄层与光滑固体的接触行为研究

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1、Contactbehavioranalysisforelasticthinlayeronrigidsubstratewhenstamps5profileissmoothbyZHUKaiB.E.(ChangshaUniversityofScienceandTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinSolidMechanicsintheGraduateSchoolofHun

2、anUniversitySupervisorProfessorDAIHongliangMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校冇关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密巳。（请在以上相应方框内打“曲）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日弹性薄层的接触问题属于接触力学中的特殊领域，它横跨土木、机械、生物等多个学科，具有重要的工程应用行景。由于所用材料的优越性能，薄层常作为其他机械构件的表面覆盖层，以此满足构件在各种接触问题中对于强度、耐用性能等方而的要求。而有关

4、弹性薄层的各种接触模型常用来研究路而系统、人体软骨等重要结构，为相关问题的分析提供重要的技术支持。木论文以弹性薄层作为研究对象，分析在各种接触问题中薄层的受力和变形情况。首先，以边界条件为出发点，采用拟定位移分段函数的方法，求得薄层在无黏着法向接触问题中的应力、应变分量，并讨论了应力分布情况及薄层塑性屈服的趋势。其次，以Papkovich-Neuber解、调和势函数为基础，利用Fourier积分变换，以边界条件为限定，求得薄层关于接触应力的奇异积分方程，再采用Guass-chebyshev积分法及Guass-chebyshev离散法

5、对奇界积分方程进行离散，最后利用迭代法求得整个问题的应力、接触区域。通过这种数值方法，求解了刚性基底上弹性薄层与圆柱体的滑动接触问题；刚性基底上弹性薄层与圆柱体的滚动接触问题；受圆柱体滚压的弹性薄层与刚性基底的退让接触问题；并分析了薄层的泊松比、层厚及摩擦系数对应力、变形的影响，得到了很多重要的结论。本论文的研究工作将丰富和发展弹性薄层的接触力学，促进接触力学与其他学科的结合。作为有关弹性薄层接触问题的综合性论文，能为机械构件保护层的设计提供了一定的理论依据，并具有一定的工程应用价值。尖键词：弹性薄层；刚性基底；无黏着法向接触；滑动

6、接触；滚动接触；退让接触AbstractThecontactproblemsinvolvinganelasticthinlayerwhichrelatedtomultiplesubjectshavebecomespecialareasincontactmechanicsbecauseoftheirapplicationstoagreatvarietyofengineeringstructuresofpracticalinterest.Forthematerialspossessingmechanicalproperties,thel

7、ayerisusedasprotectivecovertoimpartsuperiorstrengthanddurabilitytothemechanicalcomponent.Thecontactmodelsoftheelasticthinlayerarealsoparticularlyhelpfulfortheresearchofsomeimportantstructures,suchaspavementsinroadsandthehumancartilage.Inthispaper,astheresearchofelastic

8、thinlayer,thestressanddeformationofthelayerareconsideredindifferentcontactproblems.First,basedontheboundaryconditions