热力耦合下微接触点塑性应变沿深度变化分析.pdfVIP

学兔兔 第 50卷第 23期 机 械 工 程 学 报 Vb1．50 NO．23 2014年 l2月 JOURNALOFMECHANICALENGINEERING Dec． 20 14 DoI：10．3901／JM E．2014．23．097 热力耦合下微接触点塑性应变沿深度又 J 分析木 黄健萌 高诚辉 陈晶晶 (福州大学机械工程及 自动化学院 福州 350116) 摘要：在考虑粗糙实体弹塑性变形、热力耦合、微凸体间相互作用和摩擦热流耦合等影响下，运用有限元法数值模拟具有三 维分形特性的粗糙面与刚性平面间滑动摩擦过程，分析了粗糙实体接触凸点塑性变形随深度变化情况。发现：在速度的突变 和闪点温度形成时，摩擦接触表层等效塑性应变增大明显；在这一摩擦表层，过不同接触点的纵向剖面塑性应变沿深度分布 不同：有 的是接触表面塑性变形最大，有的是在接触微 凸体表面下某一深度塑性变形最严重，而接触 凸点表面 的塑性应变稍 小些。这与相关文献用 SEM 研究干摩擦后金属摩擦表层变形照片后发现的结果一致。滑动摩擦过程中，金属粗糙摩擦接触 表层塑性变形的不断累积，将会导致材料表层中的夹杂或微观缺陷周围萌生微孔和裂纹源。 关键词：热力耦合；微接触点；塑性变形 中图分类号：TH117 AnalysisofPlasticStrainVariedwithDepthonM icro-contactPointunder theThermo-mechanicalCoupling HUANGJianmeng GAOChenghui CHENJingiing (CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity,Fuzhou350116) Abstract：Athermo·m·echanicalcouplingmodelforarigidfiatplanenadna elastic—plasticroughsurfacebasedonthree·d·imensional fractaltheoryisestablished．Themodelconsidershteelasto·plasticdeformationoftheroughsolid，theinteractionbetweenasperities， andtheheatfluxcouplingbetweentheslidingsurfaces．Byusingthefiniteelementmethod，thefrictionalslidingprocessofhterough surfacena dtheflatplaneissimulated．Theplasticdefomr ationvariedwith depht onhtecontactasperityofhterough solidare analyzed．Thenumericalresultsfrom htenaalysisna dsimulationshow thattheequivalentplasticstrainonthefrictionalcontact surfacelayerincreasesobviouslywhenhterelativeslidingvelociyt chnagessuddenlyandtheinstantaneousflashtemperature emerges．Onhtisfrictionalcontactsur~celayer,throughthedifferentcontactasperiyt,htedistributionoftheplasticdeformation