圆柱-平面微动磨损接触状态有限元分析

大多数针对微动磨损的研究主要关注的是具体材料的磨损特性,而对微动接触状态下的应力场分布及其影响因素研究较少.然而,微动接触区的应力场分布却直接决定着接触区材料的磨损行为.针对微动磨损过程中关键微动参数对接触状态的影响问题,对微动磨损接触状态进行了有限元分析.首先,采用Abaqus软件建立了圆柱-平面微动接触有限元模型,并对其关键微动参数的选取进行了分组规划,确定了具体的加载过程;然后,利用解析法验证了有限元模型的准确性,并对圆柱平面微动接触有限元模型的接触状态进行了有限元仿真;最后,根据仿真结果,分析讨论了法向载荷、位移幅值和摩擦因数等参数对接触区应力场分布规律和接触状态的影响.研究结果表明:法向载荷主要决定接触区接触宽度和切应力范围,摩擦因数主要影响局部滑移与全局滑移之间的界限范围,位移幅值决定着试件与微动垫的接触状态,在上述各因素中,位移幅值是主要的影响因素;在多个变量的共同作用下,微动接触表现出不同的摩擦学行为,从而影响了微动磨损机制.