过盈配合接触界面的研究.pdf

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1、试验研究现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１５年第６期*过盈配合接触界面的研究沈健，张小敏，周丹，刘光复，杜晓东（合肥工业大学机械与汽车工程学院，合肥２３０００９）摘要：通过Ｗ－Ｍ函数建立具有分形特征的等效粗糙表面与刚性平面的接触模型，模拟压缩机叶轮与轴过盈配合下界面的接触。将接触模型导入到有限元软件Ａｎｓｙｓ中，分析接触模型接触面积、接触压力、滑移面积、粘着面积与变载荷的关系和表面路径上的应力与变形。结果表明，接触时只有个别较高的微凸体发生接触，微凸体肩部区域的应

2、力较大，微凸体中心位置变形量最大，接触界面在一定的法向载荷下接触面积减小，粘着面积增大，配合件发生了宏观的变形。关键词：接触界面；Ｗ－Ｍ接触模型；过盈配合中图分类号：ＴＨ１１７．０１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１５）０６—００１１—０４ThestudyofinterferencefitcontactinterfaceＳｈｅｎＪｉａｎ，ＺｈａｎｇＸｉａｏｍｉｎ，ＺｈｏｕＤａｎ，ＬｉｕＧｕａｎｇｆｕ，ＤｕＸｉａｏｄｏｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｃｈｉｎｅｒｙａｎｄＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＥｎｇｉｎｅｅ

3、ｒｉｎｇ，ＨｅｆｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｅｆｅｉ２３０００９，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＢｙｕｓｉｎｇｔｈｅＷ－Ｍｆｕｎｃｔｉｏｎｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｆｒａｃｔａｌｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎａｎｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅａｎｄａｒｉｇｉｄｆｌａｔｐｌａｎｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｏｆｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｗｈｅｅｌｗｉｔｈｔｈｅｓｈａｆｔｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｉｔ．Ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌｗａｓｉｍｐｏｒｔｅｄｔｈｅｆ

4、ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅＡｎｓｙｓｔｏａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｏｆｃｏｎｔａｃｔａｒｅａ，ｃｏｎｔａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｓｌｉｄｉｎｇａｒｅａ，ｓｔｉｃｋｉｎｇａｒｅａｉｎｖａｒｉａｂｌｅｌｏａｄｓａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｎｓｕｒｆａｃｅｐａｔｈ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｏｎｌｙｔｈｅｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｈｉｇｈｅｒａｓｐｅｒｉｔｙｏｃｃｕｒｓｔｈｅｃｏｎｔａｃｔ，ｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅａｓｐｅｒｉｔ

5、ｙｓｈｏｕｌｄｅｒｒｅｇｉｏｎｓａｐｐｅａｒｓｈｉｇｈｅｒｓｔｒｅｓｓ，ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆａｓｐｅｒｉｔｙａｐｐｅａｒｓｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｘｉｍｕｍ．Ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｉｎｔｅｒｆａｃｅａｔａｃｅｒｔａｉｎｎｏｒｍａｌｌｏａｄｓａｐｐｅａｒｓｔｈｅｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｕｎｄｅｒｌｏａｄｉｓｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ，ｓｔｉｃｋｉｎｇａｒｅａｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｍａｔｉｎｇｍｅｍｂｅｒｏｃｃｕｒｓｍａｃｒｏｓｃｏｐｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Keywords：ｃｏｎｔａｃｔｉｎ

6、ｔｅｒｆａｃｅ；Ｗ－Ｍｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｉｔ变化来阐述过盈配合界面的微观形貌特征，过盈配合０引言界面的接触状态为再制造拆解提供了更加科学合理过盈配合再制造拆解前界面形貌状态在整个拆的分析依据。解过程中起到至关重要的作用，它为被拆解对象在拆１接触理论及界面模型的建立解后提供了原始依据，并且与拆解的损伤程度、后续采用的再制造工艺复杂程度、经济代价及再制造后产图１所示为两接触体相对变形情况，这属于一般［１］品的质量息息相关。从目前的研究状况来看，接触无摩擦的接触问题，虚线表示物体Ω１

7、和物体Ω２在法界面的研究主要有：文献［２］提出的粗糙表面弹性接向载荷W未加之前的接触情况，实线表示物体Ω１和触模型（ＧＷ模型）；文献［３］提出的将粗糙表面分形物体Ω２在法向载荷P的作用下发生接触时的变形状特征引入到接触界面的研究中，使表面接触分析结果［５］态。存在如下位移关系：具有确定性和唯一性；文献［４］提出的包含弹性、弹塑u（x）＋s０（x）－α＞０在接触区域以外性和塑性三种变形状态的表面接触模型，而且引入新（１）u（x）＋s０（x）－α＝０在接触区域以内模型阐述了三种变形转化临界点处的连续性。基于上述研究

8、现状，通过模拟配合界面建立接触模型，在式中：u（x）为两物体接触表面的变形位移；s０（x）为两模型法向施加一定的载荷来模拟压缩机叶轮与轴的物体的初始间隙，它们都是空间坐标x的函数；α为接过盈配合，用粗糙表面的弹、塑性变形和应力应变的触体中心的刚性平动位移。*国家自然科学基金项目（５１４０５１２１）；国家重点基础研究发展计划（９７３）项目（２０１１ＣＢ０１３４００）１１２０１５年第６期现