粗糙表面接触界面微凸体压平效应研究

发布时间：2017-04-13 16:22

  本文关键词：粗糙表面接触界面微凸体压平效应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：粗糙表面接触并伴有塑性变形问题广泛存在于板材拉延等过程中,塑性变形后的表面形貌受到原始表面形貌、界面的摩擦润滑和塑性变形程度的综合影响,并且塑性变形界面的变化过程中同时存在着压平、粗化和微楔三种机理。 为了研究粗糙表面接触界面微凸体压平效应,本文通过试验探究了球／平面接触过程中正压力、润滑条件以及原始表面形貌对试验后表面形貌的影响。试验中采用两种尺度的随机表面和一种具有方向性的条纹状表面,利用球面压头,在不同润滑条件下施加不同压力,完成一系列球面与粗糙面的挤压试验。试验前后分别使用Talysurf CCI Lite非接触式三维光学轮廓仪对试样表面进行测量,且采用IS025178定义的参数对三维表面形貌进行表征,最终计算出试验前后IS025178参数的变化率。研究结果表明：随着压力的增加,工件表面不断的发生微凸体的平坦化,并伴随有粗糙化,当压力为980N的压力时,工件表面的粗糙化最严重,对微凸体的平坦化影响最大。 在试验的基础上,用有限元法对粗糙表面接触界面微凸体的压平效应做了一些数值模拟和分析工作。采用余弦形状微凸体的工件表面,建立了球／平面接触模型,分别模拟了不同压力和粘附摩擦系数条件下,工件表面微凸体的变形情况,计算出塑形挤压后工件表面的粗糙度以及微凸体的高度,得出了压力和粘附摩擦系数对工件表面形貌和简单表征参数的影响关系。
【关键词】：塑性变形 正压力 润滑条件 表面形貌 表征参数 数值模拟
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致谢7-13
• 第一章 绪论13-25
• 1.1 概述13-14
• 1.2 国内外研究现状14-23
• 1.2.1 塑性变形界面的摩擦润滑状态14-16
• 1.2.2 塑性变形界面的变形机理16-19
• 1.2.3 压平效应19-23
• 1.2.3.1 试验研究19-22
• 1.2.3.2 模拟研究22-23
• 1.3 研究现状评述23-24
• 1.4 本文的工作24-25
• 第二章 球/平面接触表面形貌变化的试验研究25-37
• 2.1 引言25
• 2.2 试验材料的选取25
• 2.3 试验试样的制造25-26
• 2.3.1 研磨抛光试验机25
• 2.3.2 研磨抛光表面微造型试样制造25-26
• 2.4 试样表面形貌的测量26-34
• 2.4.1 表征三维表面形貌的ISO25178参数26-29
• 2.4.2 试样表面形貌的测量29-34
• 2.5 塑性挤压试验34-36
• 2.5.1 试验原理34
• 2.5.2 HBRVU-187.5型布洛维光学硬度计34-35
• 2.5.3 试验条件35
• 2.5.4 球/平面接触试验35-36
• 2.5.5 试验后凹坑表面形貌的测量36
• 2.6 本章小结36-37
• 第三章 试验的条件参数对表面形貌的影响37-43
• 3.1 引言37
• 3.2 正压力对表面形貌的影响37-39
• 3.2.1 表面形貌图37
• 3.2.2 表征参数37-39
• 3.3 润滑条件对表面形貌的影响39-41
• 3.3.1 表面形貌图39-40
• 3.3.2 表征参数40-41
• 3.4 原始表面形貌对表面形貌的影响41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 球/平面接触表面形貌变化的数值模拟43-51
• 4.1 引言43
• 4.2 ansys有限元接触分析简介43-44
• 4.3 球/平面接触的有限元分析44-45
• 4.3.1 定义单元类型以及材料属性44
• 4.3.2 建立模型并划分网格44-45
• 4.3.3 定义接触对45
• 4.3.4 施加边界条件45
• 4.3.5 定义求解和载荷步选项45
• 4.3.6 求解45
• 4.4 球/平面接触表面形貌变化的数值模拟结果分析45-50
• 4.4.1 工件表面微凸体位移云图分析46-47
• 4.4.2 压力对表面形貌的影响47-48
• 4.4.3 粘附摩擦系数对表面形貌的影响48-49
• 4.4.4 数值模拟与试验结果的对比49-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 总结与展望51-53
• 5.1 总结51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文57

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 王志刚;超高精度表面的塑性加工技术[J];锻压技术;2003年02期

2 刘小君;魏庆森;张彦;刘q;;基于离散元法的粗糙表面摩擦过程数值模拟[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年01期

3 黄敏纯,高诚辉,黄录官;模具粗糙度对板材拉延件摩擦特性的影响[J];机械工程学报;2004年02期

4 徐飞英;闫小青;扶名福;;在金属塑性成形中表面微凸对接触力及摩擦系数的影响[J];南昌大学学报(工科版);2008年03期

5 龚红英;李名尧;黄金湘;姚华;;大型复杂汽车零件在拉深成形过程中的摩擦特性研究[J];塑性工程学报;2007年06期

  本文关键词：粗糙表面接触界面微凸体压平效应研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：304004